天津师范大学化学学院的李春举教授和他的团队把碳纳米管这种新材料的可控合成难题给解决了。他们成功研发了一套新方法,这就给按需定制碳纳米管提供了基础。碳纳米管力学、电学还有光学性能都不错,是下一代科技的核心材料,在人形机器人、药物递送还有透明显示屏这些领域都很有前途。但是之前制备的方法很难精准控制直径、长度和结构,产品的性能总是参差不齐,这限制了高端应用。所以李春举教授带领团队就搞了个新策略,把环对苯撑(CPPs)当核心基础。环对苯撑其实就是构建碳纳米管的基本单元,要是把碳纳米管比作火车,那环对苯撑就是车厢。团队通过这种策略就能制造出精准、一致的碳纳米管。不过合成环对苯撑也不容易,因为环状结构张力太强,传统方法得像给绷紧的绳圈编织一样复杂又难。所以团队就想了个新招:先做出相对松弛的大环分子,再通过分子内反应收紧结构。李春举说这个方法比直接做紧绷的环体更灵活简便。而且在第一步构建松弛大环时还能换不同分子单元来制作不同尺寸和特性的纳米环。现在他们已经合成了20种结构各异的CPPs衍生物,还能精准调控光吸收和荧光发射这些性质。李春举表示这项研究给复杂纳米碳结构的可控合成提供了新工具,意味着未来我们能像定制衣服一样量身定制碳纳米管。