2015年10月29日,，清華大學(xué)化學(xué)系王訓(xùn)教授課題組在《自然·通訊》在線發(fā)表題為《無機(jī)單壁納米管的通用合成方法》的研究論文，報(bào)道了無機(jī)單壁納米管的通用合成體系及其生長原理和規(guī)律,。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)無機(jī)納米材料的尺寸被限制在亞納米尺度的時(shí)候,，可以產(chǎn)生類似高分子的柔性，并因此能夠演化成為單壁納米管,。這一成果不僅在相似的體系中合成了四種全新種類的單壁納米管,，并有望用于指導(dǎo)其它無機(jī)單壁納米管的合成。該論文由化學(xué)系博士生倪兵,、劉慧玲,，畢業(yè)生王鵬鵬、何杰共同完成,。
碳單壁納米管早已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用,，然而其它無機(jī)單壁納米管的研究卻沒有較大進(jìn)展，這主要是由于缺乏有效的合成方法,。該文章利用水熱的方法合成了硫化銦,、氫氧化鈷、磷酸鎳以及磷鎢酸納米管，并通過對生長機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)前驅(qū)物反應(yīng)先形成超細(xì)結(jié)構(gòu)并自發(fā)卷曲成為螺旋結(jié)構(gòu),，隨后螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為納米管并作為納米管的生長位點(diǎn)逐漸增長,。這四種納米管的合成相似之處體現(xiàn)在均使用了“良溶劑—不良溶劑”的混合溶劑體系，這種方法被王訓(xùn)教授課題組多次使用在超細(xì)納米結(jié)構(gòu)（sub-1nm）的合成中,，被證明十分有效,。正是由于超細(xì)結(jié)構(gòu)可以賦予無機(jī)納米材料類似高分子的柔性，才導(dǎo)致了前驅(qū)物在合適的相互作用力下能夠反應(yīng)形成螺旋結(jié)構(gòu),，并引發(fā)納米管的生長,。通過對反應(yīng)體系相互作用力強(qiáng)弱的調(diào)控，還可以得到雙壁,、多壁納米管等其他結(jié)構(gòu),。
王訓(xùn)教授課題組一直致力于超細(xì)結(jié)構(gòu)及其組裝等性能的研究，他們以往的研究發(fā)現(xiàn)無機(jī)超細(xì)納米線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)類似高分子的柔性,，在這個(gè)尺度上弱相互作用力有可能主導(dǎo)納米線的組裝行為,，因而可能實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜的組裝結(jié)構(gòu)。單壁納米管合成是課題組在超細(xì)納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域長期積累之后所取得的最新成果,。
