《自然·通訊》近日發(fā)表了特種科學(xué)院、武漢理工大學(xué)等單位聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的研究成果，他們合成了一種多層碳納米管薄膜，能夠自組裝在金屬鋰負(fù)極表面，截停鋰枝晶。

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)（徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口）的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2~20nm。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。

2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，碳納米管，多壁MWCNT-7在2B類致癌物清單中。

特種科學(xué)院副研究員張浩介紹，金屬鋰具有最高的理論比能量，被公認(rèn)是最具前景的下一代高能量電池負(fù)極材料，之所以難以應(yīng)用，是因?yàn)榻饘黉囋谘h(huán)充放電下產(chǎn)生鋰枝晶刺穿電池。

論文第一作者張慧敏介紹，團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)出擁有親鋰憎鋰“雙重性格”的梯度金屬鋰保護(hù)膜，底部是具有親鋰性能的納米氧化鋅／碳納米管復(fù)合層，頂部是憎鋰強(qiáng)度高達(dá)8GPa的碳納米管層。該保護(hù)膜可以長期有效抑制鋰枝晶生長，確保電池獲得極高安全性，以及接近100%的充放電效率。