编者按：近几年来，在国家自然科学基金面上、重点、
重大项目等多方面持续资助下，我国科学家在纳米管和其
他功能纳米材料研究方面，取得了具有重要影响的七项成
果，先后在英国的《自然》、美国的《科学》等国际科学
杂志上发表了 5 篇文章， 引起国际科技界的很大关注。
1998年10月，美国国家科学基金会（NSF） 主任 Rita R.
Colwell教授访华， 在会见中国国家自然科学基金委员会
张存浩主任时，提及中国给他留下深刻印象有三项研究成
果，其中就有碳纳米管技术。
随着微观领域的低维和纳米尺度的研究进展，科技界
对纳米尺度的物质的结构、发光及能谱特性等产生了更大
的兴趣。研究表明，纳米碳管具有许多新颖的特性，如极
高的抗拉强度，其导电性能既可能类似金属性，又可能类
似半导体，这引起了材料、物理、化学、电子等多方面科
学家的极大重视。纳米管材料研究已成为当今基础研究和
应用研究的热点。
近年来，纳米碳管研究的内容日趋丰富。纳米功能材
料在电子器件和光学器件上得到广泛的应用。如在同一根
纳米棒、 管上可制备分子水平的金属—半导体异质“结”
器件。又如利用其具有很强的场发射能力可制成电子光源，
有望成为第三代新型电子光源，并将在图像技术方面发挥
巨大作用。
在国家自然科学基金面上、重点、重大项目等多方面
持续支持下，我国科学家在纳米管和其他功能纳米材料研
究方面，取得了具有重要影响的七项成果，先后在英国《
自然》、美国《科学》等国际科学杂志上发表了5篇文章，
引起国际科技界的很大关注。1998年10月，美国国家科学
基金会（NSF）主任Rita R．Colwell教授访华，在会见
中国国家自然科学基金委员会张存浩主任时，提及中国给
他留下了深刻印象的三项研究成果，其中之一就是碳纳米
管技术（另两项是胰岛素合成和晶体生长。）
这七项重要成果是：
1．大面积定向碳管阵列合成
这是中国科学院物理研究所解思深小组完成的。他们
发展了利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术，用这
种创新技术合成的纳米管，孔径基本一致，约20纳米，长
度约 100微米，纳米管阵列面积达到3毫米×3毫米。其定
向排列程度高， 碳纳米管之间间距为100微米。这种大面
积定向纳米碳管阵列，在平板显示的场发射阴极等方面有
重要应用前景。其文章发表在1996年的美国《科学》杂志
上。
2．超长纳米碳管制备
这也是解思深小组完成的。人们已用多种方法制备的
碳纳米管，长度仅为1-100 微米。而解思深小组利用改进
后的基底，成功地控制了碳纳米管的生长模式，实现了催
化剂颗粒集中在碳纳米管顶部的顶端生长方式，大批量地
制备出长度为2-3 毫米的超长定向碳纳米管列阵。这种超
长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1-2 个数量级。该
方法还实现了碳纳米管底端自然开口，直接获得了高产量
的开口碳纳米管。 该项成果已发表于1998年8月出版的英
国《自然》杂志上。 英国《金融时报》8月13日以“碳纳
米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。
3．氮化镓纳米棒制备
这是清华大学范守善小组完成的。他们首次利用碳纳
米管成功地制备出直径为3-40纳米、长度达微米量级的半
导体氮化镓一维纳米棒，并提出了碳纳米管限制反应的概
念。
氮化镓是制备兰光激器最有希望的材料，用碳纳米管
限制反应的方法还可推广到制备其他材料的纳米管或棒。
美国《化学与工程新闻》杂志等，相继报道了这一研究结
果，《科学》杂志选出1997年十大科学突破，其中就有“
碳纳米管研究取得重要进展”这一成果。此成果还被中国
587位两院院士评为1998年中国十大科技进展之一。
4．硅衬底上的碳纳米管阵列
这是1998年范守善与美国斯坦福大学戴宏杰教授合作
完成的。他们在国际上首次实现硅衬底上碳纳米管阵列的
自组织生长，从而利用微电子工业兼容的技术可大规模制
备碳纳米管阵列，推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件
方面的应用研究。该项发明已申请专利。
5．准一维纳米丝和纳米电缆
这是中国科学院合肥固体物理研究所张立德小组完成
的。他们应用溶胶凝胶与碳热还原相结合的方法及纳米液
滴外延等新技术，首次合成了碳化钽（TaC） 纳米丝外包
覆绝缘体SiO2，TaC纳米丝外包覆石墨纳米电缆， 以及半
导体SiC 纳米丝外包覆绝缘体SiO2纳米电缆。当前在国际
上仅少数研究组能合成这种材料。其研究论文在瑞典召开
的1998年第四届国际纳米会议宣读后，许多外国科学家给
以高度评价。
6．用苯热法制备纳米氮化镓微晶
这是中国科技大学钱逸泰小组完成的。我们知道，在
元素周期表的III族－V族、II族－VI族之间形成的化合物
是优良半导体材料，如氮化镓是具有广泛应用前景的蓝绿
发光材料，磷化铟可作良好光电材料。由于氮化物、磷化
物会与水起反应，无法用水热法合成技术来制备这些材料。
钱逸泰小组则发展了溶剂热合成技术， 首次在300℃左右
制成长度达30纳米的氮化镓微晶。还用苯热合成制备氮化
铬（CrN）、磷化钴（Co2P）和硫化锑（Sb2S3）纳米微晶。
论文发表在1997年的《科学》杂志上。
7．用催化热解法制成纳米金刚石
这也是中国科技大学钱逸泰小组在高压釜中完成的。
他们用中温 （700℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制
备金刚石纳米粉。论文发表在1998年的《科学》杂志上。
美国《化学与工程新闻》杂志，还发表题为“稻草变黄金
从四氯化碳（CCl4）制成金刚石”一文，予以高度评价。
胡仁元
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