激光创造涡旋精确操纵碳纳米管

2016-04-25 09:58

　　由于体积小，碳纳米管可以被用于许多领域。比如，帮助研究人员增加金属抗辐射能力、检测肉类腐烂、破坏癌细胞和创建人造肌肉纤维等。但是精确操纵碳纳米管非常困难，因为其直接比人类头发还要小50000倍。美国普渡大学研究人员提出了一种排列碳纳米管的新方法，主要利用电子脉冲和激光光束产生的涡旋。

　　他们操纵碳纳米管所使用的方法包括两阶段。首先，通过快速动电学构图使得纳米管垂直排列。这一过程包括两个由氧化铟锡材料构成的电极，纳米管悬浮在两个电极之间的去离子水中。当电极间形成电场，所有的纳米管就"站立"在水中。通过施加不同的电流强度，研究人员就能调谐受影响的纳米管数量。

　　然后，通过红外激光器加热去离子水，形成环形涡旋。这种涡旋可以捕获纳米管，并可将其移动放置在氧化铟锡表面的任何地方。这种精确定位可被用于纳米管配置，例如传感器、电路和微芯片等。

　　美国普渡大学机械工程教授Steven T. Wereley表示：“当我们提供电场时，纳米管立刻垂直排列。当我们提供激光光束时，涡旋将纳米管引入一个小型的纳米管森林。”

　　由于碳纳米管层和单原子一样薄，在一些研究中，多层碳纳米管结构被应用。研究人员相信这种操纵技术可用于其他微观结构，例如纳米棒和纳米线，这些已经成为近期电池研究的重要方向。

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