碳纳米管催化生长过程中碳自身与金属的协同和竞争作用

碳纳米管的结构决定其性质和选择性应用，因而对碳纳米管进行有意识结构调控具有重要意义，这有赖于对其生长机理作充分的认识。碳纳米管通常是在金属催化作用下生长，而科学界一直对此催化作用机理缺乏清楚的认识。金属常被认为是唯一的催化组元，完全忽视了金属催化生长过程中可能的碳本身的作用。最近，我们提出并实验验证了在金属催化生长过程中，同时存在碳本身的自催化行为。在这一新的认识基础上，一些重要的问题继而出现：金属和碳本身的催化作用有何区别？它们在同一生长过程中如何协作？在一定条件下碳或金属的作用是否可能受到制约（即二者存在竞争）？如果存在这种制约，那么制约的后果是什么？是否可能通过调节它们的协同或竞争作用对碳纳米管进行结构控制的合成？本项目将聚焦于这些基本问题进行系统和深入研究，以期从新的视窗在理论上洞察碳纳米管催化生长机制，并在技术上探索对碳纳米管进行结构调变的可能性。