由基金科学研究所（IBS）多维碳材料中心的冯鼎教授团队在北京大学及其同事的合作下，在自然界发表的开创性研究已经展示了如何控制合成被称为碳纳米管（CNT）的特殊微小碳圆柱，以便合成具有相同结构的碳纳米管的水平阵列。

如图所示：（左）滚动石墨烯到不同结构的碳纳米管中的图示，由两个指数表示，如（8,4）。 （右）平均直径为1.21nm的碳纳米管阵列的显微镜图像。

由于其卓越的机械，电气和热性能，碳纳米管被认为是下一代微电子学的硅的优秀替代品。然而，由于碳纳米管的电子性质是结构依赖性的，发现合成具有相同结构的碳纳米管的可靠方法，而不是不同类型的混合物，这一直是科学家们在过去20年里困惑。

碳纳米管类似于石墨烯片，卷成薄的管，比人的头发薄十万倍。然而，实际上，合成过程中不涉及滚动，并且碳纳米管通常通过催化化学气相沉积从称为催化剂的微小金属颗粒的表面生长。除了是支持结构之外，催化剂将烃分子分解成形成碳纳米管的碳原子，并且促进碳原子插入生长圆筒中。 2014年，丁和他的合作者发现，使用固体金属合金催化剂，如W6Co7，可以导致具有特定结构的碳纳米管的合成。在他们最近的文章中，他们进一步扩展了这种知识。

像在战舰游戏中船的位置由两个数字定义，碳纳米管的结构由一对指数定义。 IBS科学家发现他们可以非常高的选择性生长导电（12,6）和半导体（8,4）碳纳米管。 这些结构对于晶体管器件中的可能应用是高度期望的。

考虑到催化剂的对称性，碳纳米管生长的动力学和催化剂颗粒的尺寸，研究人员可以调整碳纳米管朝向一种主要类型的生产。 当使用碳化钨（WC）作为催化剂时，发现（8,4）碳纳米管优先生长，而如果使用碳化钼（Mo 2 C），则（12,6）结构占优势。 Ding教授解释说：“一种特定的催化剂可以产生一组特定的碳纳米管，因为它们具有相同的对称性。 此外，碳纳米管在衬底上平行生长，因此可直接用于器件应用。

（8,4）碳纳米管的纯度达到80-90％，这是实验已经达到的最高。 “理论计算表明，选择性可以大于99.9％，表明仍有很大的改进余地”，Ding教授解释说。 第一次生产半导体（8,4）碳纳米管阵列后，团队旨在了解和控制所有类型的碳纳米管的形成，并提高未来的选择性。