温故知新：碳纳米管Science文章盘点（2020-2021）

套娃”式碳纳米管、最火的后浪-碳纳米管、碳纳米管芯片强国梦、碳纳米管超强人工肌肉......

碳纳米管好像又重回了历史舞台。

我们盘点了2020年以来碳纳米管在Science期刊的发文情况，以下数据依据www.science.org数据库中主题检索“carbon nanotubes”所得，供大家学习参考。

01

逆天纳米管人工肌肉，平均功率是人类肌肉的10倍！（2021）

DOI: 10.1126/science.abc4538

本研究通过聚电解质（零点电位移动试剂）功能化的策略，改变人工肌肉的零点电位，进一步研究发现，SRES效应是因水合离子在高扫描速率或脉冲频率下可带动周围的水分子，从而增大了离子的有效尺寸，提高人工肌肉性能。该人工肌肉具有无毒、驱动频率高（高达10 Hz）、驱动电压低（1 V）、高比能量（0.73~3.5 J/g），高驱动应变（3.85~18.6 %）以及高能量密度（高达8.17 W/g）等特性，在空间展开结构、仿生扑翼飞行器、可变形飞行器、水下机器人、柔性机器人、可穿戴外骨骼、医疗机器人等领域具有巨大的应用潜力。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc4538

02

超长碳纳米管疲劳测试，拉伸强度秒杀所有纤维！（2020）

DOI: 10.1126/science.aay5220

首次以实验形式测试了厘米级长度单根碳纳米管的超耐疲劳性能。研究发现，碳纳米管展现出惊人的超耐疲劳特性。在大应变循环拉伸测试条件下，单根碳纳米管可以被连续拉伸上亿次而不发生断裂，并且在去掉载荷后，其依然能保持初始的超高抗拉强度，耐疲劳性优于目前所有工程纤维材料。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aay5220

03

高密度半导体碳纳米管，各项指标远超硅基！（2020）

DOI: 10.1126/science.aba5980

作者通过结合多重分散分选和DLSA方法，发现了排列良好，高纯度（优于99.9999％）和高密度（可在100至200CNTs /μm之间可调）的阵列CNTs可以在4英寸硅片上制备，并具有完整的晶片覆盖率；这些CNT阵列满足大规模制造数字IC的基本要求。使用DLSA制备的CNT阵列的初步演示表明，这些CNT阵列FETs和集成电路在几个关键性能指标中的性能优于具有相似特征长度的硅技术。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aba5980

04

工欲善其事必先利其器，新工艺制备高规整度碳纳米管半导体阵列！（2020）

DOI：10.1126/science.aba5980

开发了一种多重分散和分选工艺，制备了高规整度、高密度碳纳米管半导体阵列，显示出了比商用硅基FETs更优异的性能。而且，批量制作的顶部栅五级环形振荡器显示出最高的最大振荡频率可以大于8 GHz。因此，这种基于CNT阵列的场效应晶体管在未来的微电子领域显示出了极大的应用潜力。

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/850

05

生物技术显神通，DNA纳米沟槽中精确制备碳纳米管阵列（2020）

DOI：10.1126/science.aaz7440

这是一种超分子组装的方法，具体是通过使用三维的DNA纳米沟槽（Nanotrenches），将经过特殊修饰的碳纳米管精确地嵌入DNA沟槽中，最终获得间距小于10.4 nm，偏差角小于2°，组装效率大于95 %的碳纳米管阵列。

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/874

06

DNA技术梅开二度，助力碳纳米管场效应晶体管（2020）

DOI：10.1126/science.aaz7435

以DNA模板法制备的平行CNT阵列作为模型系统，开发了一种先固定后冲洗(rinsing-after-fixing)的方法。这种方法可以使可伸缩的生物模板电子产品的生产成为可能。与以前的生物模板化场效应晶体管相比，将关键传输性能指标提高了 10 倍以上。

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/878

07

碳纳米管版“俄罗斯套娃”，一维范德华异质结构（2020）

DOI: 10.1126/science.aaz2570

在单壁碳纳米管（SWCNT）外通过化学气相沉积（CVD）生长氮化硼，成功获得了氮化硼纳米管（BNNT），进一步的，经过条件优化，成功在SWCNT上生长了单晶单臂MoS2纳米管，并在此基础上依次生长BNNT和MoS2纳米管，形成更为复杂、类似“俄罗斯套娃”的一维范德华异质结构。和原始的SWCNT-BNNT相比，嵌套BNNT并没有造成光学性质上的显著差异，其制备出的场效应晶体管性能上也和SWCNT相当。这些都表明生长BNNT的过程不会对SWCNT的结构造成破坏。

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/367/6477/537

我们期待更多的碳纳米管研究成果见诸顶刊，来让我们对这一神奇材料重新认识，推动其应用的发展，未尽之处，请联系我们补充。