專利名稱：基于手性大量分離單壁管狀富勒烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于手性大量分離(bulk separation)單壁管狀富勒烯的方法，更具體是涉及利用一模板來(lái)大量分離單壁管狀富勒烯的方法，所述模板用來(lái)吸附具有預(yù)定手性的單壁管狀富勒烯。本發(fā)明還涉及利用一種現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)大量分離的方法，該現(xiàn)象是管狀富勒烯在相似的但為平面的晶格結(jié)構(gòu)上自取向，所形成一定的角取向隨管狀富勒烯手性的變化而變化。
背景技術(shù)：
管狀富勒烯，尤其是納米碳管備受關(guān)注，原因是它們具有獨(dú)特的電性能和機(jī)械性能，可用于構(gòu)建納米級(jí)的電子電路和機(jī)械裝置。已發(fā)現(xiàn)納米碳管的電性能隨其手性而不同，所謂手性就是石墨晶格繞納米管的管狀輪廓盤旋的角度。納米碳管的電性能可以在金屬性的高度導(dǎo)電結(jié)構(gòu)體和半導(dǎo)體之間變化。工業(yè)上應(yīng)用這些獨(dú)特結(jié)構(gòu)體的一個(gè)主要障礙是以所需手性來(lái)合成這種結(jié)構(gòu)體的問(wèn)題。目前納米碳管合成得到的是各種手性體的混合物。從得到的這些混合物中分離出所需手性的納米管就需要一種用納米探針(如原子力顯微鏡)進(jìn)行的機(jī)械分離方法，該方法非常費(fèi)事而且低效。因此，即便是實(shí)驗(yàn)室用途，從所獲得的混合物中分離出所需的手性體仍是一項(xiàng)辛苦和緩慢的工作。
最近的一種方法是IBM公司提出的，該方法有選擇性地保留著半導(dǎo)體類型的納米管，以排列的單壁納米碳管成束或“繩(ropes)”的形式。在該方法中，將無(wú)規(guī)手性的納米管繩沉積在硅晶片上，然后覆蓋上一個(gè)密集陣列的源、漏和門的連接件，形成場(chǎng)效應(yīng)器件。隨后在納米管繩上施加電壓熔斷并破壞金屬性管而留下半導(dǎo)體類型的納米管不受損壞。因此，可獲得未損壞的半導(dǎo)體納米管，仍以繩的形式附著在連接件上，可用來(lái)制造有源器件。然而，該方法未提供將納米管在物理上隔離或分揀到另外組件或容器中的手段，也未提供積聚高度導(dǎo)電納米管的手段。更重要的是，該方法根本不能適用于根據(jù)手性結(jié)構(gòu)來(lái)分揀納米管的問(wèn)題。
而本發(fā)明提供了一種方法，從用目前方法合成獲得的典型的納米管混合物中大量地在物理上分揀或隔離半導(dǎo)體納米管或高度導(dǎo)電的納米管，從而使本發(fā)明的方法優(yōu)越于已有技術(shù)的方法。此外，本發(fā)明方法實(shí)施起來(lái)比已有技術(shù)方法要簡(jiǎn)便得多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于手性大量分離單壁管狀富勒烯的方法。該方法包括以下步驟a.在結(jié)晶基材上形成模板，該模板具有許多個(gè)開(kāi)口，這些開(kāi)口的取向在能量上有利于吸附許多相應(yīng)的具有管狀輪廓和選定手性的單壁富勒烯；b.將該模板暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁管狀富勒烯的懸浮液中，將選定手性的單壁管狀富勒烯吸附到該模板的開(kāi)口內(nèi)；c.從懸浮液中取出該模板；d.使吸附的具有選定手性的單壁管狀富勒烯從該模板上脫離。
模板的形成方法如下提供一塊具有預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)的結(jié)晶基材。然后在該基材上沉積許多具有選定手性的單壁管狀富勒烯。這些沉積的單壁管狀富勒烯的晶格結(jié)構(gòu)與結(jié)晶基材的晶格結(jié)構(gòu)呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系(aligned relationship)。接著在該結(jié)晶基材上每個(gè)單壁管狀富勒烯周圍的外露區(qū)域上覆蓋一種組分，該組分對(duì)結(jié)晶基材的親和力要強(qiáng)于對(duì)選定手性的單壁管狀富勒烯的親和力。最后，除去沉積在基材上的單壁管狀富勒烯，而覆蓋在基材上的組分未被擾動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口界定了模板，該模板隨后被用來(lái)將管狀富勒烯吸附在基材上的開(kāi)口內(nèi)，所述管狀富勒烯的手性與用來(lái)形成模板的管狀富勒烯的手性相同。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種基于手性大量分離單壁管狀富勒烯的方法，該方法包括以下步驟a.提供一塊具有預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)的結(jié)晶基材；b.在該基材上沉積許多具有選定手性的單壁管狀富勒烯，這些沉積的單壁管狀富勒烯的晶格結(jié)構(gòu)與所述結(jié)晶基材的預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系；c.在該結(jié)晶基材每個(gè)選定手性的單壁管狀富勒烯的周圍沉積一層分子，所述分子的組成對(duì)基材的親和力大于對(duì)所述選定手性的單壁管狀富勒烯的親和力；d.從該結(jié)晶基材上除去單壁管狀富勒烯，形成模板而不擾動(dòng)所述分子層；
e.將該模板暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁管狀富勒烯的懸浮液中，以便在模板上吸附具有選定手性的單壁管狀富勒烯；f.從懸浮液中取出該模板；g.將該模板置于溶劑溶液中，使被吸附的單壁管狀富勒烯脫離模板；h.從該溶劑溶液中回收所述具有選定手性的單壁管狀富勒烯。


圖1A是說(shuō)明手性角度來(lái)歷的圖解；圖1B是管狀富勒烯的透視圖，說(shuō)明該管狀富勒烯的手性；圖2是在結(jié)晶基材晶格上自取向的管狀富勒烯的示意圖；圖3A是本發(fā)明大量分離方法的圖解；圖3B是形成本發(fā)明模板方法的示意圖；圖4是用于本發(fā)明方法電沉積裝置的示意圖；圖5是用于本發(fā)明實(shí)踐的端部官能化的單壁管狀富勒烯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了繼續(xù)電子業(yè)目前的小型化趨勢(shì)，需要在分子尺度上構(gòu)建計(jì)算機(jī)電路。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，人們已經(jīng)作了許多研究將單壁管狀富勒烯(尤其是納米碳管)用作分子尺度電路中的互連導(dǎo)體和有源器件。這些分子結(jié)構(gòu)件備受關(guān)注，原因是它們具有獨(dú)特的電性能，可以是金屬性且高度導(dǎo)電的，也可以是半導(dǎo)體性的。管狀富勒烯是金屬性還是半導(dǎo)體性與該管狀結(jié)構(gòu)的手性有關(guān)。手性是表示晶格結(jié)構(gòu)的扭曲或盤旋的角度，將在以下一些段落中進(jìn)一步說(shuō)明。然而，目前的管狀富勒烯合成方法得到的是各種手性體的混合物，通常是三分之二具有半導(dǎo)體性質(zhì)而三分之一具有金屬性質(zhì)。
現(xiàn)在看圖1A以便更好地理解手性這一概念。圖1A示出了平面晶格10，其中任意一個(gè)原子12是手性矢量20的起點(diǎn)，該矢量從原子12延伸至晶格上的另一個(gè)原子14，若平面晶格卷繞形成納米管，則該原子14將與原子12重合。手性矢量20是第一單位矢量a1的n倍和第二單位矢量a2的m倍的總和，其中單位矢量如本領(lǐng)域中熟知的那樣由晶格的六方幾何結(jié)構(gòu)確定。因此，n和m是以下矢量方程式中的整數(shù)(1)R＝na1+ma2因此，納米管的軸22被定義為一條與手性矢量20正交的線。由矢量20界定的納米管用矢量來(lái)表示就是(6，4)納米管。在n不等于m的情況下，晶格的軸24(即穿過(guò)晶格中各相應(yīng)原子18所作的線)與納米管22的軸不重合，偏離一個(gè)手性角度χ(n，m)。
在圖1B中，管狀富勒烯100表示晶格10如前所述卷繞時(shí)所得的結(jié)構(gòu)。單壁納米碳管具有縱軸22，晶格軸24如上所述以一個(gè)手性角度偏離納米管的縱軸22。
為了進(jìn)一步理解大量分離單壁管狀富勒烯所基于的原理，現(xiàn)參見(jiàn)圖2。在圖2中，管狀富勒烯100位于結(jié)晶基材30上。在這種情況下，納米碳管如圖所示位于石墨基材上，它們各自的結(jié)構(gòu)均由六方晶格形成。當(dāng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)體具有相同的晶格結(jié)構(gòu)時(shí)，管狀富勒烯在能量上有利的取向是管狀富勒烯和六方晶格與基材的六方晶格互相對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，管狀富勒烯和基材以互相配準(zhǔn)的位置關(guān)系排列。因此，由于管狀富勒烯100由具有手性扭轉(zhuǎn)的晶格形成，故而管狀富勒烯100的軸22相對(duì)于基材晶格38的縱軸36呈角度放置。管狀富勒烯軸22相對(duì)于基材晶格軸36的角取向?yàn)榻嵌圈?，它與手性角度χ相等。該角度Θ還被稱作“鎖角(locking angle)”，因?yàn)榧{米管以該角度取向能建立一種具有非常陡的能量最低值的平衡取向，導(dǎo)致納米管在原子尺度上的鎖定。該能量分布曲線每隔60°重復(fù)一次，這反映了結(jié)晶基材的晶格對(duì)稱性。因此，當(dāng)管狀富勒烯沉積在晶格結(jié)構(gòu)大致相同的結(jié)晶基材晶格上，就如同納米碳管沉積在石墨基材上時(shí)，具有不同手性的納米管會(huì)自己組織起來(lái)以不同的穩(wěn)定角取向排列。正是這一現(xiàn)象為本發(fā)明的大量分離方法提供了基礎(chǔ)。
未加工的管狀富勒烯通常以許多納米管的纏結(jié)長(zhǎng)繩形式制得，這些納米管通過(guò)強(qiáng)烈的靜電范德華相互作用而緊密接觸。正如本領(lǐng)域中熟知的，在40℃的濃硫酸和濃硝酸(分別為98％和70％)的3∶1混合物中對(duì)納米管繩進(jìn)行聲處理，可以將其分開(kāi)并切割成單根較短的具有開(kāi)口端的管狀富勒烯。如此得到的“富勒烯管”的可操縱性較強(qiáng)，能更好地適用于分子電子學(xué)，并可加以官能化以改進(jìn)其溶解度，這會(huì)在下面段落中討論。
圖3A是基于手性大量分離管狀富勒烯的方法示意圖。該方法的第一個(gè)步驟80是形成用于選定手性的富勒烯的模板。模板的形成方法將說(shuō)明于下面的段落。在接下來(lái)的步驟82中，將具有選定手性的管狀富勒烯沉積在模板上。用來(lái)在結(jié)晶基材上沉積富勒烯(尤其是在石墨基材上沉積納米碳管)的一種方法是電沉積方法，如圖4所示。
在電沉積方法中，基材30或模板40形成電沉積系統(tǒng)的正極。O形環(huán)60形成用于管狀富勒烯100的懸浮液16的容器的側(cè)壁。在O形環(huán)60的對(duì)面是負(fù)極50，該負(fù)極通常用不銹鋼制成。在電極30或40和50之間連接DC電源70。管狀富勒烯100形成穩(wěn)定的膠態(tài)水分散體16，其中各“管”被假設(shè)帶負(fù)電荷。因此，當(dāng)在電極之間連接DC電源時(shí)，管狀富勒烯會(huì)電沉積在基材上。該裝置被用來(lái)形成模板和隨后在該模板上沉積納米管。
在電極沉積被用來(lái)在步驟82中將管狀富勒烯沉積在模板40上的情況下，模板40優(yōu)先接受具有預(yù)定手性的管狀富勒烯，所述手性是在形成模板時(shí)就已經(jīng)選定的，這將在下面段落中說(shuō)明。在優(yōu)先沉積選定手性的管狀富勒烯之后，在步驟84中將模板從管狀富勒烯的膠態(tài)水分散體中取出，然后從模板上除去沉積的富勒烯。雖然不會(huì)對(duì)富勒烯或模板的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響的任何方法均可使用，最簡(jiǎn)單的方法是將吸附的富勒烯溶解在有機(jī)溶劑中，然后再?gòu)挠袡C(jī)溶劑中回收富勒烯。用于實(shí)施本發(fā)明的一種有機(jī)溶劑是醚，但也可使用其它溶劑，如二氯甲烷和三氯甲烷。
用長(zhǎng)鏈胺對(duì)管狀富勒烯進(jìn)行官能化可增強(qiáng)其溶解度。圖5示出了用酰胺基團(tuán)進(jìn)行端部官能化的管狀富勒烯100′，這揭示于Hamon等的“單壁納米碳管的溶解(Dissolution of Single-Walled Carbon Nanotubes)”，Advanced Materials，卷11，No.10，1999，對(duì)富勒烯進(jìn)行端部官能化能提高其溶解度而不會(huì)損害它在模板40上的沉積。類似的端部官能化描述于美國(guó)專利6,187,823。管狀富勒烯的側(cè)部官能化也能獲得所需的溶解度增加，而不會(huì)破壞富勒烯的自取向沉積特性。
在管狀富勒烯溶解之后，模板在步驟86中進(jìn)行處理以供再使用。進(jìn)行的處理是蒸發(fā)除去模板上多余的醚，清洗并干燥該模板，然后在步驟82中再使用。在步驟88中回收溶解的富勒烯蒸發(fā)除去溶劑，留下選定手性的管狀富勒烯，可用于擴(kuò)大模板或用作所需用途，例如制造納米尺度有源電子器件或者用于這些器件的導(dǎo)體。
現(xiàn)參見(jiàn)圖3B，它示出了模板40的形成方法。先提供一塊結(jié)晶基材30，該基材具有必需的平面晶格結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于打算被分離的富勒烯100的管狀晶格。當(dāng)打算用該模板分離的富勒烯是納米碳管時(shí)，結(jié)晶基材是新解理成的高度取向的熱解石墨基材。石墨基材具有由米勒指數(shù)為(111)的晶面確定的結(jié)晶學(xué)取向。通過(guò)加入表面活性劑使具有選定手性的單壁管狀富勒烯形成水懸浮液。用于本發(fā)明的一種表面活性劑是Union Carbide以商品名Triton X-100出售的辛基酚環(huán)氧乙烷縮聚物。最初是使用諸如原子力顯微鏡的裝置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)且費(fèi)事的機(jī)械分離來(lái)獲得具有選定手性的單壁管狀富勒烯。由于這一分離方法非常冗長(zhǎng)繁重，所以只能獲得少量的單壁管狀富勒烯來(lái)制備第一塊模板。然后，可以將用來(lái)制備該模板的富勒烯與用該模板分離得到的富勒烯結(jié)合，制備第二塊模板，該模板就能分離雙倍數(shù)量的富勒烯。此過(guò)程可以重復(fù)，每一次都使模板吸附選定手性的管狀富勒烯的能力翻倍。
如上所述，用圖4所示的電沉積裝置將單壁管狀富勒烯100從懸浮液16中沉積到結(jié)晶基材30上。隨后，從基材上洗去水和表面活性劑，例如用甲醇和旋涂機(jī)。被吸附的管狀富勒烯100會(huì)以其手性確定的特定取向留在基材30表面上。接著，將基材加熱至約80℃，然后用核苷酸堿基腺嘌呤的飽和水溶液施涂該基材表面。在基材表面上已經(jīng)吸附有管狀富勒烯100的周圍自發(fā)地自聚集一單層堿基34。接著，從表面上蒸去水，留下管狀富勒烯100被腺嘌呤吸附物模板材料34包圍，該模板材料34也覆蓋著基材30的其余表面。除了腺嘌呤以外，還可使用其它核苷酸堿基，例如尿嘧啶、胸腺嘧啶和鳥(niǎo)嘌呤，和諸如黃嘌呤的類似結(jié)構(gòu)，以及其它一些組分，這些組分能沉積在結(jié)晶基材上而不會(huì)影響預(yù)定手性的管狀富勒烯在基材上特定取向的能量上的優(yōu)勢(shì)，也不會(huì)溶解在隨后用來(lái)除去管狀富勒烯100的有機(jī)溶劑中。
為了形成模板40，從表面上除去管狀富勒烯100而不擾動(dòng)富勒烯100周圍的腺嘌呤吸附物。如上所述，將管狀富勒烯溶解在醚或其它有機(jī)溶劑中，留下細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口32，這些開(kāi)口使基材的一部分外露，這樣其它管狀富勒烯就可以吸附上去，管狀富勒烯的手性提供了與結(jié)晶基材30的開(kāi)口32的特定取向相匹配的優(yōu)先取向。一旦形成模板40后，它就可以連續(xù)地再使用，以吸附更多的其手性與最初用來(lái)形成模板的富勒烯100的手性相同的管狀富勒烯100。
可以用高度取向的熱解石墨基材，或者被硼和氮取代的石墨基材，或者由氮化硼形成的基材來(lái)形成結(jié)晶基材30。相應(yīng)的管狀富勒烯可以由納米碳管、被硼和氮取代的納米碳管或者氮化硼納米管來(lái)形成。具有與此處所列相同自取向性能的其它基材和富勒烯材料也可使用。
盡管本發(fā)明結(jié)合特定的形式和實(shí)施方案加以說(shuō)明，但應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明精神或范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明作出除上述以外的多種改變。例如，本文詳細(xì)示出和說(shuō)明的方法可以用等同的方法步驟來(lái)代替，不同的溶劑、表面活性劑或模板涂覆組分可用來(lái)代替本文所述的相應(yīng)物質(zhì)，有些方法可以獨(dú)立于其它方法而加以使用，在有些情況下，方法步驟的特定順序可以顛倒或穿插。所有這些都沒(méi)有偏離權(quán)利要求書中界定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于手性大量分離單壁管狀富勒烯的方法，該方法包括以下步驟a.在結(jié)晶基材上形成模板，該模板具有許多個(gè)開(kāi)口，這些開(kāi)口的取向在能量上有利于吸附許多相應(yīng)的具有管狀輪廓和選定手性的單壁富勒烯；b.將所述模板暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁管狀富勒烯的懸浮液中，將具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯吸附到所述模板的所述開(kāi)口內(nèi)；c.從懸浮液中取出所述模板；d.使所述吸附的具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯從所述模板上脫離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述形成模板的步驟包括以下步驟a.提供具有預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)的所述結(jié)晶基材；b.在所述基材上沉積許多具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯，所述沉積的單壁管狀富勒烯的晶格結(jié)構(gòu)與所述結(jié)晶基材的所述預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系；c.用一種組分涂覆所述結(jié)晶基材上每個(gè)所述單壁管狀富勒烯的周圍區(qū)域，所述組分對(duì)所述結(jié)晶基材的親和力大于對(duì)具有所述選定手性的所述單壁管狀富勒烯的親和力；d.從所述基材上除去所述單壁管狀富勒烯，而不擾動(dòng)步驟c中的所述組分。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述提供結(jié)晶基材的步驟包括提供由石墨形成的基材的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述涂覆步驟包括在所述基材上沉積的許多具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯的周圍區(qū)域沉積一單層核苷酸堿基分子的步驟。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述沉積許多單壁管狀富勒烯的步驟包括沉積許多單壁納米碳管的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述沉積許多單壁納米碳管的步驟包括對(duì)單壁納米碳管官能化的步驟以便提高其溶解度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于對(duì)所述單壁納米碳管官能化的所述步驟包括對(duì)所述單壁納米碳管進(jìn)行端部官能化的步驟。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于除去所述吸附的單壁管狀富勒烯的所述步驟包括將所述經(jīng)涂覆的結(jié)晶基材置于溶劑溶液中的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述在溶劑溶液中除去所述吸附的單壁管狀富勒烯的步驟包括提供一種選自醚、二氯甲烷和三氯甲烷的有機(jī)溶劑的步驟。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述涂覆步驟包括在所述結(jié)晶基材上沉積一種選自腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或黃嘌呤的組分的步驟。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述沉積許多單壁管狀富勒烯的步驟包括電沉積所述單壁管狀富勒烯的步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使所述吸附的單壁管狀富勒烯脫離的步驟包括以下步驟將所述模板置于溶劑溶液中，從模板上脫離所述吸附的單壁管狀富勒烯；從所述溶劑溶液中回收具有所述選定手性的所述單壁管狀富勒烯。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于暴露所述模板的所述步驟包括提供具有許多單壁納米碳管的懸浮液的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于暴露所述模板的所述步驟包括在所述模板上電沉積所述單壁納米碳管的步驟。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法還包括將步驟b到步驟d重復(fù)選定的次數(shù)，以積聚預(yù)定數(shù)量的具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯的步驟。
16.一種基于手性大量分離單壁管狀富勒烯的方法，該方法包括以下步驟a.提供具有預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)的結(jié)晶基材；b.在所述基材上沉積許多具有選定手性的單壁管狀富勒烯，所述沉積的單壁管狀富勒烯的晶格結(jié)構(gòu)與所述結(jié)晶基材的所述預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系；c.在所述結(jié)晶基材上每個(gè)具有所述選定手性的所述單壁管狀富勒烯的周圍沉積一層分子；d.從所述結(jié)晶基材上除去所述單壁管狀富勒烯，形成模板而基本上不擾動(dòng)所述分子層；e.將所述模板暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁管狀富勒烯的懸浮液中，使得在模板上吸附具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯；f.從所述懸浮液中取出所述模板；g.將所述模板置于溶劑溶液中，以使所述被吸附的單壁管狀富勒烯脫離模板；h.從所述溶劑溶液中回收具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于該方法還包括以下步驟再次使用所述模板將步驟e至步驟h重復(fù)進(jìn)行一選定的次數(shù)，以便積聚預(yù)定數(shù)量的具有所述選定手性的單壁管狀富勒烯。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述提供結(jié)晶基材的步驟包括提供由高度取向的熱解石墨形成的基材的步驟。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述沉積一層分子的步驟包括在所述結(jié)晶基材上沉積一種選自腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或黃嘌呤的組分的步驟。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述將所述模板置于溶劑溶液中的步驟包括提供一種選自醚、二氯甲烷和三氯甲烷的有機(jī)溶劑的步驟。
21.一種基于手性大量分離單壁納米碳管的方法，該方法包括以下步驟a.在高度取向的熱解石墨基材上形成模板，該模板具有許多個(gè)開(kāi)口，這些開(kāi)口的取向在能量上有利于吸附許多相應(yīng)的具有選定手性的單壁納米碳管；b.將所述模板暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁納米碳管的懸浮液中，使得具有所述選定手性的單壁納米碳管吸附到所述模板的所述開(kāi)口內(nèi)；c.從懸浮液中取出所述模板；d.使所述吸附的具有所述選定手性的單壁納米碳管從所述模板上脫離。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述形成模板的步驟包括以下步驟a.提供所述高度取向的熱解石墨基材；b.在所述高度取向的熱解石墨基材上沉積許多具有所述選定手性的單壁納米碳管，所述沉積的單壁納米碳管的晶格結(jié)構(gòu)與所述高度取向的熱解石墨基材的所述預(yù)定晶格結(jié)構(gòu)呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系；c.用一種組分涂覆所述高度取向的熱解石墨基材上每個(gè)所述單壁納米碳管的周圍區(qū)域，所述組分對(duì)所述高度取向的熱解石墨基材的親和力大于對(duì)具有所述選定手性的所述單壁納米碳管的親和力；d.從所述高度取向的熱解石墨基材上除去所述單壁納米碳管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于手性大量分離單壁管狀富勒烯(100)的方法。該方法的第一步是在結(jié)晶基材(30)上形成模板(40)，該模板(40)具有許多個(gè)開(kāi)口(32)，這些開(kāi)口的取向在能量上有利于吸附許多相應(yīng)的具有管狀輪廓和選定手性的單壁富勒烯(100)。接著，將模板(40)暴露于無(wú)規(guī)手性的單壁管狀富勒烯(100)的懸浮液(16)中，使選定手性的單壁管狀富勒烯(100)吸附到模板(40)的開(kāi)口(32)內(nèi)。然后，從懸浮液(16)中取出模板(40)，使吸附的具有選定手性的單壁管狀富勒烯(100)從模板(40)上脫離。然后，模板(40)可以再使用，以便從無(wú)規(guī)手性的管狀富勒烯(100)的懸浮液(16)中吸附更多的選定手性的管狀富勒烯(100)。
文檔編號(hào)C30B29/66GK1405083SQ02129708
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者M·H·施萊爾-史密斯, J·C·埃倫博根 申請(qǐng)人:邁脫有限公司