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德國(guó)卡爾斯魯爾技術(shù)研究院(KIT)和美國(guó)萊斯大學(xué)的科學(xué)家合作，利用鎳原子在石墨材料中成功“開鑿”出直徑為納米級(jí)別的“隧道”，有望為制備鋰離子電池高性能多孔石墨電極等提供新的技術(shù)手段。研究人員首先將金屬鎳納米顆粒引入石墨材料表面，然后在充滿氫氣的環(huán)境中進(jìn)行快速加熱，金屬鎳納米顆粒的表面將起到催化作用，使石墨中的碳原子脫離晶體柵格，與氫原子結(jié)合成氣態(tài)的甲烷。在此過程中，金屬鎳納米顆粒在毛細(xì)管效應(yīng)作用下，將被“吸入”在石墨材料表面形成的微小“孔穴”中，并繼續(xù)催化化學(xué)反應(yīng)從而逐漸深入石墨材料內(nèi)部。這種納米“隧道”結(jié)構(gòu)具有廣泛的應(yīng)用前景，如通過這種工藝制備的多孔石墨材料作為鋰離子電池的電極材料，可大大縮短充電所需要時(shí)間;在醫(yī)藥領(lǐng)域，可用這種多孔石墨材料作為可長(zhǎng)時(shí)間定向釋放藥品的載體。而如果用這種技術(shù)對(duì)與石墨具有相似的晶體結(jié)構(gòu)但不具有導(dǎo)電性能的材料(如氮化硼)進(jìn)行加工，所形成的“隧道”結(jié)構(gòu)將可作為納米電子元件的支架材料，如新型的傳感器和太陽能電池單元等。
