界面活性劑能分離奈米碳管
- 上線日期：2011/1/14 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
奈米碳管(carbon nanotube)被製造出來的時候，往往是各種螺旋性(chirality)的碳管混在一塊兒，不同的螺旋型態會對應不同的電子特性，由於電性不統一，很難用來製作元件。最近，美國科學家然利用電腦模擬，發現某些界面活性劑(surfactant)能有效分離出碳原子以相同方式排列的奈米碳管中。單一螺旋性的奈米碳管可以被應用在許多領域，諸如作為藥物載體、生物感測器，以及應用在高性能電子元件中。
單壁式奈米碳管(SWCNT)是由單原子厚、呈六角晶格排列的碳薄片捲起所形成，管徑約1 nm。晶格與管軸的相對方向(即螺旋性)決定了碳管是金屬或半導體性。SWCNT由於具有極高的比表面積和優良導電性，非常適合使用在各種應用領域中，如感測器及電晶體。不過，為了製造這些元件，碳管必須集中擁有某一螺旋性，這一點很難實現。
最近，奧克拉荷馬大學的Alberto Striolo等人指出，界面活性劑如氯酸鈉(sodium cholate)和黃素單核苷酸(FMN)可根據直徑與螺旋性，有效地分離出單壁奈米碳管。他們利用分子動力學模擬，找出吸附在碳管上的界面活性劑結構與碳管間有效排斥或吸引作用的關係。他們認為，增加碳管間的斥力可以得到更穩定分散的單一螺旋性碳管。
Striolo指出，根據這些理論模擬，該團隊可以開始設計界面活性劑分子，用來分離他們感興趣的奈米碳管類型，包含奈米碳管的功能、直徑及螺旋性。研究人員表示，界面活性劑應該要牢牢附著碳管，而其親水部分則應盡可能遠離奈米碳管，這樣才比較容易產生直徑及螺旋性符合需求的奈米碳管。
該小組目前正在忙於設計最佳化的界面活性劑。 他們正在建立一個界面活性劑的資料庫來，其中有些界面活性劑(例如FMN、十二烷基苯磺酸鈉及膽鹽)能有效並穩定地分散奈米碳管，有些(例如十二烷基硫酸鈉)則沒有這種功能。詳見近期的ACS Nano | DOI: 10.1021/nn101929f。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44612
譯者:梁恆嘉(逢甲大學材料科學與工程系)
責任編輯:蔡雅芝
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