——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　由北京大学李彦教授带领的团队，在国家杰出青年科学基金和科技部相关项目的资助下，提出了一种解决碳纳米管结构可控合成这一国际上二十年来悬而未决的难题的方案，文章发表在2014年6月26日出版的 Nature上。这是一支以北京大学化学与分子工程学院的研究生为主体的研究团队，成员还包括北京大学的杨娟、李雪梅，香港理工大学的丁峰，以及中科院物理所的白雪冬、徐智和中科院上海应用物理研究所的王建强等。

　　信息技术革命给人类的生活带来了巨大的改变，这一领域的飞速进步使得发展后摩尔时代的纳电子技术已迫在眉睫。国际半导体路线图委员会推荐基于碳纳米管和石墨烯的碳基电子学技术作为短期内可能显现商业价值的新一代电子技术。材料是其发展的基础和关键，然而，经过二十年来的努力，迄今人们仍无法实现碳纳米管的结构可控生长，这已经成为制约碳基电子学发展的瓶颈问题。

　　单壁碳纳米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，根据卷曲方式(通常称为“手性”)的不同，可以是金属性导体或带隙不同的半导体。这是碳纳米管的一个独特而优异的性质，但同时也是碳纳米管制备上的巨大挑战。

　　李彦教授课题组十几年来一直致力于单壁碳纳米管的可控生长研究，特别是在催化剂研究方面开展了深入系统的探索，形成了自己的特色和深厚的积淀。基于对碳纳米管生长机制和催化剂性能的深入了解，他们发展了一类钨基合金催化剂，利用其高温稳定性和独特晶体结构的模板作用来合成特定结构的单壁碳纳米管。利用钨钴合金催化剂，他们获得了含量高于92%的(12,6)型纳米管，以及高纯度的(14,4)和(16,0)型纳米管。除钨钴合金以外，钨铁、钨镍和钨铜体系也展现出良好的性能。该方法有望成为一种选择性合成各种手性单壁碳纳米管的通用方法。目前，课题组正在积极尝试更多不同手性碳纳米管的合成，优化条件，进一步提升纯度，并探索批量化合成的可能。

　　此工作全部由中国学者完成，具有完全独立的自主知识产权。这项研究为实现单壁碳纳米管的结构可控生长这一终极目标提供了一种可能的方案，为碳纳米管的应用，尤其是碳基电子学的发展奠定了基础。