不使用金屬觸媒即可製作出兩端開口型奈米碳管的新技術

 

刊登日期:2010/9/14
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三重大學的研發團隊研發出不使用金屬觸媒,即可成功製作出兩端開口型奈米碳管(CNT)的新技術。新技術係利用乙醇為原料,再搭配熱化學氣相沈積法(CVD),輔助觸媒則導入二硫化碳,就可開發出新款奈米碳管材料。CNT一直備受矚目可應用於電氣/電子領域,新技術不使用金屬觸媒,因此可擴及至人體材料的應用。再加上可高效率合成出內包金屬化合物的奈米碳管,今後研發團隊將積極建立量產技術。

使用CVD法製作的舊款奈米碳管,為追求高效率的製作成果,必定會使用金屬觸媒,不過此舉可能會使金屬微粒子殘留,必須施以後處理製程。為此研發團隊評估進行不使用金屬觸媒的Metal-free熱CVD處理法。以乙醇為材料,輔助觸媒則導入二硫化碳進行反應。該法證實可在850~1050℃的溫度區間生成奈米碳管。另外若透過嚴密監控成長溫度,還分別可製作出多層CNT、Cup-Stacked型CNT、CS/多層多重型CNT等三種成品。

另一方面,觀察製作完成的奈米碳管,發現其成長時具有兩端開口的結構。既有的奈米碳管於兩端採閉合結構,若要內包其它物質,就必須再另外增加其它的製作手法。新開發的技術可使奈米碳管兩端具備開口結構,若將想要內包的金屬基板上成長CNT,金屬就會被包覆於內部,可製造出混成型(Hybrid)奈米碳管產品。研發團隊表示目前已近乎達到8成左右的填充率。

若著眼於無金屬(Metal-free)特性,因完全不使用金屬材料,預計可展開應用於人體材料上。另外,活用可高效率將金屬內包的特性,可展開於電氣/電子領域等新混成材料之應用。研發團隊今後將持續進行量產技術的建立,以及內包物組成控制方法之研發,期望與企業共同進行並早日達到實用化的目標。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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