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大规模合成高纯度半导体性单壁碳纳米管有新方法。

高产高纯制备

半导体性单壁碳纳米管实现突破

据《中国科学报》4月12日报道，日前，西北工业大学材料学院教授赵廷凯团队对半导体性单壁碳纳米管的可控制备进行深入研究，提出一种新的多循环生长工艺，选择性合成的半导体性单壁碳纳米管丰度高达93.2%，产率从0.76%提高到1.34%，为大规模合成高纯度半导体性单壁碳纳米管提供了新方法。

相关研究成果《通过催化剂再生多循环工艺生长高纯度与高产率半导体性单壁碳纳米管》正式发表于最新一期《化学工程》杂志。

碳纳米管在电子领域极具潜力

半导体性单壁碳纳米管具有原子级厚度、表面无悬键的准一维管状结构和高电子迁移率等优异电学性质，因而被视为10 nm以下高性能、低功耗场效应晶体管沟道材料最有力候选。单壁碳纳米管已被广泛应用于许多电子器件，包括显示器、存储器、传感器、透明导电薄膜以及碳纳米管计算机等。

碳基是集成电路重要发展方向之一。现有的硅基芯片制造技术即将触碰其极限，相对于传统的硅基CMOS（互补金属氧化物半导体）晶体管，碳纳米管晶体管具有明显的速度和功耗综合优势，单壁碳纳米管被认为是后摩尔时代纳电子器件材料中最具潜力的材料之一。

IBM的理论计算表明，若完全按照现有二维平面框架设计，相比硅基技术，碳管技术具备 15 代的技术优势。

另外，碳基材质的特殊性，它能让电路做到像创可贴一样柔软，半导体型单壁碳纳米管有望在新一代柔性电子器件中获得应用。

不过，如何获得半导体性单壁碳纳米管是目前该领域中最具有挑战性的问题之一。传统制备方法获得的单壁碳纳米管，通常是金属性和半导体性单壁碳纳米管的混合物，并难以分离，严重阻碍了其广泛应用。

西北工业大学运用新工艺技术，能够成功实现高纯度与高产率半导体性单壁碳纳米管的可控制备。该成果为大规模选择性生长高纯度半导体性单壁碳纳米管提供了有效手段和新思路，为半导体性单壁碳纳米管在纳米电子器件、信息通讯和生物医药等领域的广泛应用打下坚实基础。

A股碳纳米管概念股不足10只

单壁碳纳米管在锂电池、光伏、电子、航天航空、建筑、新能源等领域具有广阔应用前景，但由于其工业化时间短，目前全球单壁碳纳米管产能不足百吨，如何大规模、高效、高质制备单壁碳纳米管仍是相关企业和机构研究重点方向。

国产单壁碳纳米管以低纯产品为主，相关生产或在规划企业有天奈科技(688116)、西安齐岳生物科技、中国科学院成都有机化学等。天奈科技是全球碳纳米管龙头，目前公司主营业务以多壁碳纳米管为主，单壁碳纳米管产能尚未释放。

除天奈科技外，A股中道氏技术(300409)、沃特股份(002886)、捷邦科技、莱尔科技、德方纳米(300769)和东宏股份(603856)等也有碳纳米管业务。道氏技术表示，公司的第五代单壁管产品管径（1-4nm）和纯度（＞99%）处于行业领先水平；捷邦科技表示，拥有自主研发的全系碳纳米管粉体制备技术；莱尔科技拟在四川投建年产3800吨碳纳米管项目。

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责编：谢伊岚

校对：陶谦

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