富氮碳氮微納米線的氣相方法合成。碳氮材料具有較低的密度、良好的化學(xué)惰性和生物兼容性。理論預(yù)測還表明β-C3N4等碳氮晶體可能具有與金剛石相媲美的高硬度。然而由于氮元素具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫條件下通常以氮氣的形式溢出。因此在以往報道的碳－氮體系材料中，氮含量通常偏低。
    國家納米科學(xué)中心孫連峰研究領(lǐng)導(dǎo)的研究小組、褚衛(wèi)國副研究員與物理所解思深院士、燕山大學(xué)田永君教授合作，在高含氮量的碳氮一維微納米結(jié)構(gòu)的制備方面獲得了重要進展。他們利用分步裂解三聚氰胺的方法，獲得了熱穩(wěn)定性高于700℃的碳氮材料，其中氮含量約為碳含量的1.5倍。利用這種產(chǎn)物作為原料，采用熱蒸發(fā)CVD的方法實現(xiàn)了碳氮微納米線的大批量制備。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)室內(nèi)碳氮的氣相分壓，可以在較大范圍內(nèi)（100 nm～10μm）調(diào)節(jié)碳氮纖維／納米線的直徑。成分分析結(jié)果表明產(chǎn)物中的氮原子比含量超過55％。通過一系列實驗后，他們提出：由于前驅(qū)物具有較高的熱穩(wěn)定性，在熱蒸發(fā)過程中由碳氮原子組成的雜苯環(huán)（C3N3）及其衍生結(jié)構(gòu)并沒有被破壞，而是作為基本的結(jié)構(gòu)單元在溫度和載氣氣流合適的位置沉積并生長成一維結(jié)構(gòu)，從而保證了產(chǎn)物的高含氮量。
    該項研究成果為碳氮低維材料的大規(guī)模合成及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該部分結(jié)果網(wǎng)絡(luò)版已經(jīng)在2008年4月9號的《先進材料》（Advanced Materials）上發(fā)表。
    該研究得到了國家自然科學(xué)基金委員會、科技部和中國科學(xué)院“百人計劃”項目的資助。