碳纳米管化学纪事 (一)

【按：将要发表的这些文字都是以个人经验码出来的 - 因为只是以个人眼光看这个领域，所以肯定会有缺漏或者不够客观之处，请及时指出，以便参考补正。另外，因为背景是英文，那么翻译回中文肯定也会闹不少笑话。各位高手们见笑了。】

（一）史前

碳纳米管“发现”于1991年[A1]。之所以打上引号，是因为之前这种东西人们见过，只不过要不电镜技术不够发达看不清楚壁层的结构，要不急着去发专利忙着赚钱，却没有一个像饭岛澄男老先生（就是Sumio Iijima)在电弧(arc discharge)做出来的富勒烯的垃圾里突然看见、还当个宝拿到"Nature"上当回事的。可是前面在电镜下先于饭岛老先生见过的人无比妒忌"since the discovery in 1991"这句话，于是开始到处颠覆。当然历史如何不能抹杀，看见过的人确实看见过【注】[A2]。然而毕竟是只有饭岛先生把这个东西当回事了。

图1-1、Iijima唤醒世界的发现：高清晰的多壁碳纳米管的电镜照片 [A1]

1991年的观察到的是多壁管，现在叫"Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs)"，搞这行的都简称它们"multi-wall"。饭岛那时还叫它"microtubules"。就在饭岛发现这个玩意儿的前后，以Dresselhaus老太太为首的搞物理的人们一阵猛算，发现碳纳米管原来可以拯救地球[A3]！很快，1992年，Ebbessen博士和Ajayan博士[A4]照葫芦画瓢用饭岛先生发现多壁管时用的电弧法稍作改良，就能作出克级别的长短不一的多壁管，当然产品里面包括有很多大的、很讨厌的、不属于“管子”的多边形碳粒（现在大概流行叫“碳葱”）。加上1993年，在单壁管同时被两个组发现（这个发现争得就少得多，但是还有）之后[A5,A6]，整个纳米界（那时候有这个称呼了没有？）终于开锅了。

可是问题在于，那计算机和脑子算大家都能算，可是不能光算不用啊。那个时候，世界上只有少数几个实验室有机会捣鼓这个新东东。这些实验室也不负众望，开发这些人们的大脑，整出了一批重要的化学和材料学上的成果，并成为今后整个碳纳米管化学的基础。

这其中就包括第一批把碳纳米管和硝酸在一起瞎煮的科学家们 - 这个实验居然上了"Nature"(当然还有很多调味料) [A7]，搞得我们这些后来者实在是唏嘘不已。

（未完待续）

【注：关于碳纳米管发现历史争议的最完整的介绍请阅读去年"Carbon"第44卷第9期的编者语[A2]】

【阅读参考】

[A1] Iijima, S. "Helical microtubules of graphitic carbon." Nature 1991, 354, 56-58.

[A2] Monthioux, M.; Kuznetsov, V. L. "Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes?" Carbon 2006, 44, 1621-1623.

[A3] Saito, R.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. "Electronic-structure of chiral graphene tubules." Appl. Phys. Lett. 1992, 60, 2204-2206.

[A4] Ebbesen, T. W.; Ajayan, P. M. "Large scale synthesis of carbon nanotubes." Nature 1992, 358, 220-222.

[A5] Iijima, S.; Ichihashi, T. "Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter." Nature 1993, 363, 603-605.

[A6] Bethune, D. S.; Klang, C. H.; de Vries, M. S.; Gorman, G.; Savoy, R.; Vazquez, J.; Beyers, R. "Cobalt-catalyzed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls." Nature 1993, 363, 605-607.

[A7] Tsang, S. C.; Chen, Y. K.; Harris, P. J. F.; Green, M. L. H. "A simple chemical method of opening and filling carbon nanotubes." Nature 1994, 372, 159-162.