分支和填充結(jié)構(gòu)是兩種最基本的納米結(jié)構(gòu)，可用于納米開關(guān)、納米存儲(chǔ)器以及納米器件的集成等。中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在前期研究中，發(fā)現(xiàn)氣流波動(dòng)法可以制備結(jié)構(gòu)可控的分支碳納米管。在此基礎(chǔ)上，他們選用不同的襯底，實(shí)現(xiàn)了鐵填充碳納米管的可控制備。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，提出了分支和鐵填充碳納米管形成的新機(jī)制，即氣流波動(dòng)誘發(fā)的催化劑粒子合并或分裂機(jī)制(右圖)。在氣流波動(dòng)的情況下，在吸附力較大的襯底上催化劑粒子發(fā)生合并從而生長(zhǎng)出分支碳納米管;在吸附力較小的襯底上催化劑粒子發(fā)生分裂從而生長(zhǎng)出鐵填充碳納米管。這種方法簡(jiǎn)單可控，無需引入其它填加劑或模板，只需控制氣流的波動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分支結(jié)構(gòu)以及填充結(jié)構(gòu)的控制。這一研究進(jìn)展對(duì)鐵填充碳納米管的應(yīng)用具有重要意義，為可控制備分支和填充結(jié)構(gòu)的納米材料提供了一條新途徑。有關(guān)研究成果發(fā)表在美國的《先進(jìn)材料》(Adv. Mater.)上。
