碳納米管和石墨烯等納米碳自發(fā)現(xiàn)以來作為新材料一直備受期待。在納米碳中摻雜（嵌入）碳以外的異質(zhì)元素能大大改變其物理性質(zhì)。

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。目前碳納米管在電極材料、傳感器件以及生物監(jiān)測等方面得到廣泛的應(yīng)用。

在納米碳中摻雜（嵌入）碳以外的異質(zhì)元素能大大改變其物理性質(zhì)，因此相關(guān)開發(fā)受到關(guān)注。其中，氮摻雜型納米碳的研究尤其活躍，每年發(fā)表近200篇相關(guān)論文。對碳納米管進(jìn)行氮摻雜可以改善其水分散性從而解決碳納米管在實際應(yīng)用中難分散的缺點(diǎn)，而且氮摻雜原子能夠改變碳納米管局部電荷密度，提高碳納米管的電子傳遞性，降低電阻系數(shù)。

不過，由于利用的是物理制造方法，無法在控制氮原子的位置和數(shù)量的同時將其嵌入納米碳中，這成為了阻礙新材料開發(fā)的瓶頸。

某研究團(tuán)隊成功地化學(xué)合成了只在特定位置嵌入特定數(shù)量氮原子的納米管分子。如圖：

材料科學(xué)領(lǐng)域此前研究的氮摻雜納米碳的氮含有率在2——5％的范圍內(nèi)。利用該方法合成的氮摻雜納米管分子的氮含有率控制在了這個范圍內(nèi)，因此其成分適合用來準(zhǔn)確探索作為材料研究的氮摻雜納米碳的電子性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。    此次研究還利用最先進(jìn)的X射線結(jié)構(gòu)解析法確認(rèn)，氮上存在孤電子對（Lone pair），另外還通過理論計算明確了其電子貢獻(xiàn)，納米碳分子，特別是具有剛性離散結(jié)構(gòu)的納米碳分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，可以加深研究人員對雜原子摻雜效應(yīng)的理解。這種通用合成策略有助于在不久的將來探索具有不同位點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的雜原子摻雜劑的其他變體。這些新發(fā)現(xiàn)有望加速今后的氮摻雜納米碳材料的開發(fā)。

我們有多孔材料、石墨烯、鈣鈦礦、量子點(diǎn)、納米顆粒、空穴傳輸材料、納米晶、化學(xué)試劑、光電化學(xué)品、有機(jī)光電和半導(dǎo)體材料、材料中間體、酶制劑、酶底物、定制類納米管等一系列產(chǎn)品。

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