北京凝聚态物理国家实验室物理研究所Huaping Liu课题组--温度控制二元表面活性剂体系在亚毫克级分离近之字形单手性碳纳米管

无论是通过生长还是分离，大规模生产之字形和近之形单壁碳纳米管(SWCNTs)仍然是一个挑战，其之前未知的性质阻碍了实际应用。在这里，我们报道了一种通过凝胶色谱中胆酸钠(SC)和SDS二元表面活性剂体系的温度控制，通过手性角度分离SWCNTs的方法。有效分离了手性角小于20°的11种单手性SWCNT物种，包括多种之字形和接近之字形的物种。其中亚毫克级为(7,3)、(8,3)、(8,4)、(9,1)、(9,2)、(10,2)和(11,1)。光谱检测结果表明，降低温度会导致SC/SDS助表面活性剂在具有不同手性角的SWCNT上的选择性吸附和重组，从而放大了它们与凝胶的相互作用差异。我们认为这项工作是工业化分离单手性之字形和近之字形SWCNTs的重要一步。

Fig. 1 通过手性温度调节SWCNTs的选择性吸附。

Fig. 2 单手性之字形和近之字形碳纳米管的分离。

Fig. 3 分离的单手性物种的表征。

Fig. 4 温度对(6,5)和(9,1)SWCNTs光学吸收光谱的影响。

Fig. 5 SDS/SC浓度比和温度对(6,5)和(9,1)S11峰漂移及其表面活性剂涂层的影响。

Fig. 6 SDS和SC浓度比对12°C和18°C下SWCNTs手性分布的影响。

相关研究成果于2021年由北京凝聚态物理国家实验室物理研究所Huaping Liu课题组，发表在Science Advances(DOI: 10.1126/sciadv.abe0084)上。原文：Submilligram-scale separation of near-zigzag single-chirality carbon nanotubes by temperature controlling a binary surfactant system。