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中国科学院Chem. Soc. Rev.：碳纳米管限域合成一维原子晶体异质结构综述

早在20世纪90年代，低维材料便被首次发现，其研究历程起源于富勒烯的研究，随后逐步扩展到碳纳米管领域，并以石墨烯等二维纳米晶体作为重要里程碑（图1）。这类材料以其独特的表面无悬挂键特性著称，这使得它们能够像乐高积木一样通过层间堆叠形成范德瓦尔斯异质结。近年来，一维材料及其范德瓦尔斯异质结由于其固有的量子效应——如电荷密度波凝聚、维度降低引起的拓扑相变，以及高长径比带来的显著各向异性光学和电学特性，引起了学术界的极大关注。利用范德瓦尔斯力进行的一维材料组装技术，能够在保持单组分材料优异性能的基础上实现多功能集成。这一组装策略为亚纳米节点集成电路和光电器件集成提供了非常有前景的技术途径。

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图1. 低维材料与范德华异质结发展时间轴

中国科学院苏州纳米技术与仿生研究所的康黎星研究员长期专注于基于碳纳米管的一维范德华异质结的可控合成与组装、新颖物理化学性质的研究以及前沿应用的开发。过去两年里，他在碳纳米管限域的一维材料研究中取得了一系列标志性成果：高性能碳电子器件应用（Advanced Functional Materials,2025,33,41: 2301864；Journal of the American Chemical Society,2025,146,9: 6231；Nature Communications,2025,15,6147；Advanced Materials,2025,2415442；ACS nano,2025, 19,16:16110；Advanced Science,2025,2500933），新奇物性探索及界面相互作用研究（ACS nano,2025,17,20: 20112；Nano Letters,2025,24,2: 741；ACS nano,2025,18,47: 32569；Advanced Materials,2025,2418230），以及能源转换和储存应用（Journal of the American Chemical Society,2025,146,12: 8464；Nano Letters,2025,24,25: 7732；Angewandte Chemie,2025: e202501669；Angewandte Chemie,2025: e e202502227;Advanced Functional Materials,2025,2424565）。

最近，该团队应期刊邀请撰写了一篇关于基于碳纳米管的一维原子晶体范德华异质结的综述文章（图2），集中展示了以碳纳米管为生长模板的一维范德华异质结的最新研究成果，详细描述了这些复杂相互作用推动下的构建方法、选择原则，以及由此衍生的独特属性与实际应用，并对未来碳纳米管基一维原子晶体范德华异质结的发展方向提出了展望。此综述意在加深对合成机理和基础物理特性的理解，拓展适用材料的范畴，并开拓全新的更广泛的应用领域。

图2. 碳纳米管基一维范德华原子晶体异质结构的整体框架

该综述文章以《由碳纳米管衍生的一维范德华原子晶体异质结》为题发表于国际期刊《化学学会评论》上，中国科学院苏州纳米技术与仿生研究所博士研究生李云飞担任论文的第一作者，康黎星研究员为通讯作者，这项工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。