浙江大学机械工程学院原子级材料制造实验室传来重大突破——由项荣教授领衔的科研团队，联合大连理工大学、西湖大学、苏州实验室、北京大学及日本大阪大学、东京大学等国内外科研力量，首次攻克了过渡金属二硫化物（TMDC）纳米管手性可控合成的技术难题，成功实现扶手椅型纳米管的高选择性制备。这一成果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刊出。
自1992年TMDC纳米管被首次发现以来，这类由二硫化钼、二硫化钨、二硫化锡等材料构成的一维量子结构，因其独特的量子限域效应和范霍夫奇点现象，在力学、光学与电子学领域展现出巨大应用潜力。然而，手性结构的不可控性长期制约着该领域发展——三十余年来，全球科研团队始终未能突破"合成即进展"的初级阶段，手性选择合成被视为横亘在材料科学前沿的"卡脖子"难题。
研究团队创新性地提出"模板限域生长"策略，以氮化硼纳米管作为三维模具，引导TMDC材料在空心通道内定向生长。实验数据显示，采用该方法制备的二硫化锡纳米管中，扶手椅型结构占比高达84%，二硫化钼与二硫化钨同样表现出显著的手性偏好性。这一发现彻底颠覆了传统认知，为纳米管手性调控开辟了全新路径。
"首轮投稿时我们提供了50组数据，但审稿人难以相信这个突破性结果。"浙江大学"百人计划"研究员郑永嘉透露，为增强说服力，团队启动72小时连续实验，通过三人轮班、设备不间断运行的方式，最终采集到300组一致数据，构建起完整的证据链。这种"人歇机不歇"的科研攻坚模式，成为突破国际学术壁垒的关键。
通过热力学与动力学分析，团队揭示了材料演化机制：TMDC优先在氮化硼模板内壁形成锯齿形纳米带，随后在限域空间与管壁振动的协同作用下，通过层间滑动与边缘闭合过程，最终卷曲成热力学稳定的扶手椅型结构。原位透射电子显微镜的实时观测，完整记录了纳米带向纳米管的动态转变过程，形成了从理论模拟到实验验证的闭环研究体系。
扶手椅型TMDC纳米管的特殊结构赋予其优异电学性能——更低的电子有效质量与更高的载流子迁移率，使其成为制造纳米级晶体管、高速电子器件的理想材料。这项突破不仅解决了基础科学难题，更为下一代半导体技术的发展提供了关键材料支撑。目前，研究团队已开放论文数据共享，并与多家半导体企业展开技术对接。
