浙江大学机械工程学院原子级材料制造实验室项荣教授团队，联合国内外多所知名高校及科研机构，在纳米材料合成领域取得重大突破。该团队首次实现过渡金属二硫化物（TMDC）纳米管的手性可控合成，成功制备出高比例扶手椅型纳米管，攻克了困扰学界三十余年的核心难题。
TMDC纳米管作为一维量子材料，因其独特的量子限域效应和范霍夫奇点现象，在力学、光学和电子学领域展现出巨大应用潜力。自1992年首次被发现以来，二硫化钼、二硫化钨等材料虽被广泛研究，但手性结构不可控的问题始终制约着其实际应用发展。此前，该领域的研究长期停留在"能合成即有进展"的初级阶段。
研究团队创新性地采用氮化硼纳米管作为生长模具，通过精确控制TMDC材料在模具空心通道内的生长过程，首次实现了特定手性构型的选择性合成。实验数据显示，采用该方法制备的二硫化锡纳米管中，扶手椅型占比最高达84%，二硫化钼和二硫化钨同样表现出显著的结构偏好性。这项发现颠覆了传统认知，为纳米材料合成提供了全新思路。
为确保研究结论的可靠性，团队进行了超常规的数据验证。在首轮投稿因数据量不足被质疑后，研究人员连续72小时轮班工作，采集了300组实验数据。这些数据与前期50组结果完全一致，最终获得国际学术界的认可。浙江大学机械工程学院研究员郑永嘉表示："这种近乎偏执的数据验证方式，恰恰体现了科学研究的严谨性。"
通过热力学和动力学分析，研究团队揭示了TMDC纳米管的形成机制：材料首先在氮化硼模具内壁生长为锯齿形纳米带，随后在限域效应和管壁振动作用下，通过层间滑动和边缘闭合卷曲成扶手椅型结构。原位透射电子显微镜的观测结果证实了这一理论模型，形成了从理论模拟到实验观测的完整证据链。
扶手椅型TMDC纳米管具有独特的电子特性，其电子有效质量更低、载流子迁移率更高，在纳米级晶体管和高速电子器件领域具有显著优势。这项突破不仅解决了基础科学难题，更为下一代半导体器件的研发提供了关键材料支撑。相关研究成果已被国际顶级学术期刊《科学》接收，并于近日以优先发布形式在线发表。
