1999年

中国科学院金属研究所制备单壁碳纳米管 碳纳米管（carbon nanotube）又名“巴基管”，它是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。它分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。单壁碳纳米管由一个单层的石墨片卷积而成；多壁碳纳米管由多个单壁碳纳米管同心叠套而成。1890年，人们发现含碳气体在热的表面上能分解形成丝状碳。1953年，人们发现CO和Fe3O4在高温反应时，会形成类似碳纳米管的丝状结构。20世纪70年代，新西兰科学家在研究中观察到碳纳米管的形成及其结构。1985年，英国科学家克罗托（Kroto，H.W.）和美国科学家斯莫利（Smalley，R.E.）、柯尔（Karl，R.F.）因共同发现C60的结构于1996年荣获诺贝尔化学奖。1991年，日本电子公司（NEC）基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛在用高分辨透射电子显微镜观察石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外地发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子，从而揭开了碳纳米管研究的序幕。1993年，饭岛和白求恩（Bethune，D.S.）采用电弧法，在石墨电极中添加一定的催化剂，得到单壁碳纳米管。1997年，狄龙（Dillon，A.C.）发现单壁碳纳米管可储存氢、甲烷等气体。单壁碳纳米管通常用电弧放电法、激光蒸发法和有机碳氢化合物热解法、化学气相沉积法等方法制备。1999年，中国科学院金属研究所成会明博士带领的研究小组采用与众不同的等离子体氢电弧法半连续大量制备出了纯度较高、平均直径为1.85纳米的单壁碳纳米管，经适当处理，可在室温下把较多的氢储存起来，从而解决了这一世界性需求的难题，被认为是迄今为止该领域最令人信服的结果。2006年，南开大学通过纳米技术在催化剂的设计、制备、煅烧等几个环节控制氧化剂的形态、构型、晶型及反应条件，控制单壁碳纳米管的直径和结构，其合成高纯度单壁碳纳米管的技术已具备产业化能力，可大批量生产质量稳定的单壁碳纳米管。