背景：在芯片领域，新材料的制备和应用或将成为我国打破国外技术封锁的契机。单壁碳纳米管具有独特的一维纳米结构和优异的电学性质，展现出超越硅基芯片的潜力。然而，碳纳米管材料的不完善仍是目前制约碳基芯片发展的瓶颈问题。因此，推动碳纳米管水平阵列控制制备的研究，具有重大意义。截至目前，晶圆级、高密度、高半导体选择性的单壁碳纳米管水平阵列的直接制备仍是世界难题。

高性能纤维是航空航天、国防军工等众多领域的重要战略物资，也是推动国民经济众多产业领域发展的重要基础材料。从目前国际上的理论及实验研究结果来看，烯碳纤维是一类有望实现集超高性能及多种功能于一身的高性能纤维材料。烯碳纤维技术是高性能纤维技术创新发展的一种新方法、新思路。发展特种烯碳纤维技术的目的是研制具有超高性能的纯烯碳材料纤维，以及把烯碳材料自身的超高性能与现有高性能纤维复合，对高性能纤维的性能“增其长、补其短、赋其新”，最终实现对现有高性能纤维综合性能的显著提升。

水平：利用固态催化剂设计以及生长热力学、动力学调控，实现了纯度>90%的单一手性单笔碳纳米管的可控制备，半导体选择性大于97%；创新性地提出“特洛伊”催化剂的设计，并与离子注入技术相结合，抑制了催化剂纳米颗粒在高温下的迁移聚集；自助研发搭建了预混气竖直喷淋式热壁化学气相沉积系统，最终实现了晶圆级的均匀高密度单壁碳纳米管的直接制备，最高密度达140根/微米。

发展了8.0GPa级碳纳米管纤维及7.0GPa级烯碳/芳纶III复合纤维制备技术。其中，烯碳/芳纶III复合纤维已在中蓝晨光化工有限公司的支持下完成吨级中试放大实验，纤维性能（浸胶丝强度6.0GPa,模量180GPa）处于国内领先，国际一流水平，突破了国产高性能纤维生产技术瓶颈（原材料、工艺、装备等），实现“换道超车”。湿法蒙烯芳纶纤维电导率在10～104S/m可调，其纸基蜂窝可实现在2～18GHz宽频吸收。

应用：碳纳米管能够作为性能优异的沟道材料应用于场效应晶体管中，将为碳纳米管集成电路提供材料基础，推动碳基电子的发展进程。烯碳纤维由于其具有轻质、高强及优异的导电导热性能等，可作为发展航空航天、新能源、高端装备制造等高科技产业的重要基础材料，为火箭、导弹、战斗机、海军舰艇及多种尖端军事武器的提供材料基础，在国防军工及国民经济中发挥不可替代的作用。

联系人：市科技局合作科 李强，李宇菲