半导体单壁碳纳米管（s-SWCNTs）直径约为1.0-1.5nm，具有与硅相当的带隙，是电子应用的理想材料。因此，制备这种直径的s-SWCNTs一直是人们关注的焦点。单壁碳纳米管的内表面具有合适的曲率和较大的接触面积，这在由电子转移引发的主客体化学反应中很有吸引力。有鉴于此，北京大学的李彦等研究人员，通过主客体分子相互作用使大直径半导体单壁碳纳米管的分离成为可能。

本文要点

1）研究人员报告了一种SWCNTs与设计尺寸的内部团簇之间的主客体分子相互作用策略，从而有选择地分离s-SWCNTs的预期直径。

2）当多金属氧酸盐团簇填充到单壁碳纳米管的内腔中时，用市售的聚芴衍生物选择性地萃取了直径集中在～1.3～1.4nm、纯度为～98%的单壁碳纳米管。由s-SWCNTs组装而成的场效应晶体管表现出优异的半导体特性。

3）通过光谱和原位电子显微镜证据以及理论计算，揭示了纳米管到内部多金属氧酸盐的电子转移与尺寸相关的分选机制。

4）具有可设计尺寸和氧化还原性质的多金属氧酸盐能够灵活调节纳米管与团簇之间的相互作用，从而调节有序s-SWCNTs的直径。

本文研究的分选策略简单，在其他单壁碳纳米管分选技术中普遍可行，既使分散剂的设计更加容易，又提高了选择性。

参考文献：

Xusheng Yang, et al. Host–Guest Molecular Interaction Enabled Separation of Large-Diameter Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes. JACS, 2021.

DOI：10.1021/jacs.1c02245

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02245