取这个标题，是想起来前年Nature Nanotechnology和Nano Letters两个期刊几乎同时报道用芴基分子实现单臂碳纳米管（SWNT）手性分离的成果时，黄庆兄以“胜利的号角吹响了两次”为题发表一博文。今天又看见两个小组几乎同时发表无催化剂的SWNT合成，于是抄袭一下黄兄的标题。

两篇文章见下，均出自中国（分别是中科院沈阳金属所和温州大学），发表于美国化学学会会志（JACS），现在还都是ASAP文章。 

这两篇文章实在是太相似了！都是从去除SWNT中催化剂杂质的角度出发，都是用小于2nm的SiO2纳米颗粒作为SWNT生长的模板，都是在硅基板上生长SWNT，都是用甲烷作为碳源。甚至，都采用了“锐器刮硅基板”的方法在基板上产生了纳米颗粒！甚至，标题都只差了一个字！

SWNT的纯度，一直是阻挠SWNT应用的难题之一。目前大量的SWNT是由化学汽相沉积（CVD）的方法制备，而CVD法又似乎总是需要金属催化剂（一般来说是铁系金属，铁、钴、镍最为常见）来催化SWNT的生长，因此说，这两个小组同时发表无催化剂的CVD过程生产SWNT，对于SWNT的应用是很有意义的。

他们的这一成果，看似突然，却有其必然性。

长期以来，人们认为，只有能跟碳形成合金的金属（比如铁系）金属，才能有效的催化SWNT的生长。但是近年来，这种观点似乎越来越多的受到挑战。2006年，日本科学家发现（Nano Lett., 2006, 6 (12), 2642-2645 • DOI: 10.1021/nl061797g），将一系列金属箔片（非常薄）镀在硅基板上，在高温下，金属箔片会慢慢演化成很小（小于2nm）的金属粒子，而这些金属粒子，无一例外的能够催化SWNT的生长。这其中既包括了铁、钴、镍等长期以来人们应用的催化剂，也包括金、银、铜、铂等被公认为不能催化SWNT生长的金属。作者认为，当这些金属粒子的尺寸足够小的时候，晶体结构会受到影响变为（部分）非晶相，从而增大了碳在金属中的溶解度。碳溶解度大的金属，比如钴，在粒子尺寸相当大的时候，仍然可以催化SWNT的生长，但是对于溶解度不大的这些金属，作者认为，不论是哪种金属，当尺寸降低到一定程度，都可以催化SWNT生长。他们又以金为例，进一步探讨了这种生长机理（Nano Lett., 2008, 8 (3), pp 832–835 • DOI: 10.1021/nl0728930）。并且继金属之后，又进一步发现，半导体材料的纳米粒子，在尺寸足够小的时候，一样能够催化SWNT的生长（Nano Lett., 2007, 7 (8), 2272-2275 • DOI: 10.1021/nl0708011）。作者尝试了硅、锗、碳化硅等半导体材料，都成功的获得了SWNT。这一系列结果是重要的，因为SWNT的一个潜在应用就是在半导体工业，但是残留的金属催化剂往往跟半导体器件不兼容，如果能在半导体材料上直接生长SWNT，那么这一问题可望得到解决。

这次发表的沈阳金属所的文献，明显的可以看到上述一系列文献的影子。他们是从硅基板上的SiO2镀层出发，发现跟日本人用金属镀层类似，在温度足够高的时候，SiO2能够演化成很小的纳米粒子，从而催化SWNT的生长。然后他们又进一步发现，锐器刮蹭，也能产生纳米粒子。

说道这个刮蹭，也并不是这两个小组的原创。在美国杜克大学，liujie老师去年已经发表文章（Nano Lett., 2008, 8 (8), 2576-2579 • DOI: 10.1021/nl801007r），在他们用掩模法生长取向的SWNT时（这里他们也引进了大量的非铁系金属，并且发现都可以生长SWNT，与日本人的选择不同，他们选择的这些金属基本都是非贵金属，里面甚至包括常见的镁和铝！），发现随手用刮刀一划，不但产生的纳米颗粒可以生长SWNT，而且SWNT可以沿划痕生长，非常整齐！

这次发表的另外一篇文献，第一作者和通讯作者温州大学的黄少铭老师，就曾经在liujie老师的实验室工作过，我相信，这份工作，肯定也是受到了liujie实验室结果的影响。

另外，从甲烷的转化来看，这些文章的反应温度都很高，足以使甲烷热解的反应发生，而甲烷热解的产物，则是碳和氢气。所以科研工作者需要做的，就是研究如何让这些碳规整的排列成碳管。而且，研究甲烷热解的科学家们早就发现（International Journal of Hydrogen Energy 26 (2001) 1165–1175），在甲烷热解的过程中，生成的碳会优先沉积在已有的碳上，也就是说，只要有一个好的模板，SWNT能否长得出来，就在于你肯不肯尝试了。

所以，从另外一个角度来想一想，也许这次的结果早就应该发表出来，只不过没有人想过去做而已。

 

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