近日，据外媒报道，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家们在金属箔上创造了垂直排列的单壁碳纳米管。科学家认为这一研发成果将为储能和电子工业带来好处。

在Inconel合金金属箔上生长的垂直排列的单壁碳纳米管的放大样品的照片和示意图；侧面图片显示基于VA-SWCNT阳极的半电池，照亮红色、黄色和绿色LED。

研究背景

据悉，垂直排列的碳纳米管（VACNT）除了排列的结构外，还具有优异的机械、电学和传输性能，这是膜分离、热管理、纤维纺丝、电子互连和能量存储等应用的关键。

但迄今为止，VACNT并没能得到大范围应用，这主要归因于高质量VACNT通常在诸如硅（Si）或石英晶片的刚性、昂贵且电绝缘的衬底上制成，因此它缺乏兼容、经济、大规模的生产能力。

研究进展

在研究了科学文献后，LLNL团队考虑使用Inconel金属基板作为衬底。此举能够将VACNT集成到柔性器件中，且跳过从Si转移到其他基板的步骤，并最小化CNT和基板之间界面处的电或热传输电阻——这对于电子和能量存储应用至关重要。

注：Inconel合金的中文译名为因科耐尔合金、、因康镍合金、因科镍合金等，本质上是一组奥氏体镍-铬基超级合金的统称。其特点和哈氏合金类似，与其他金属材料比更加耐氧化、耐腐蚀，非常适合在承受压力和热量的极端环境中使用。

Inconel合金

LLNL科学家Francesco Fornasiero表示：“将高质量CNT从传统Si衬底转变为金属箔，为多功能CNT复合材料、纳米多孔膜和电化学器件的更经济、大规模、半连续和卷对卷制造打开了大门。”

LLNL团队在Inconel合金上种植了垂直排列的SWCNT森林，用作锂离子电池负极。团队成员发现，制造的VA-SWCNT 锂电负极在数百次循环中表现出稳定的循环，即使在高循环速率下也具有大容量。LLNL科学家叶建超表示：“我们的研究结果表明，这些位于Inconel合金上的SWCNT是高性能电化学器件的理想材料。”。

粉体圈Coco编译

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