单壁碳纳米管宏观气凝胶的分子表征

单壁碳纳米管（SWCNT）可以组装成各种宏观结构，最显著的是连续纤维和薄膜，目前通过浮动催化剂化学气相沉积法并从碳纳米管气凝胶中纺丝，其生产规模可达每天公里级。一个吸引人的挑战是生产具有可控分子结构的连续纤维，即控制组成SWCNT分子的直径、手性角以及最终的(n,m)指数。本工作对通过直接纺丝法生产的SWCNT气凝胶进行了广泛的拉曼光谱和高分辨率透射电子显微镜研究。通过保留SWCNT气凝胶的开放结构，我们揭示了半导体性和金属性SWCNT的存在，并确定了按光学跃迁分组的SWCNT族系的完整分布。所得分布与通过电子显微镜和电子衍射获得的手性角分布相匹配。本文还讨论了SWCNT成束对拉曼光谱的影响，例如由远红外激活的等离激元引起的G线形状和半导体猝灭。通过避免气凝胶的完全聚集并应用所引入的方法，可以在大样本中实现分子特征的快速筛选，使该方案成为工程化SWCNT纤维及相关系统的有用分析工具。