磷具有复杂的相图结构，存在无数的同素异形体，磷结构的性能随物相结构的不同而异，选择性合成纳米尺度的磷的同素异形体一直是一个极大的挑战。

针对以上问题，西安交通大学电气学院电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心与我校贾春林科学家工作室、东南大学、上海大学和密西根州立大学合作，利用不同内径的碳纳米管作为特殊反应腔可控合成不同的磷的同素异形体结构。在内径约为1.0纳米的碳纳米管内合成新的方形柱状磷结构，而在内径约为4.1纳米的多壁碳纳米管内合成之字型走向的黑磷纳米片结构。该实验结果与我们的理论预测完全吻合，理论预测当截面尺寸小于1.4纳米时，方柱状磷结构是最稳定的，而当截面尺寸大于1.4纳米时，之字型走向的黑磷纳米片结构是最稳定的。相关成果以《增大碳纳米管反应器的直径使方柱状磷结构到之字型走向的黑磷纳米片》“Changing the Phosphorus Allotrope from a Square Columnar Structure to a Planar Zigzag Nanoribbon by Increasing the Diameter of Carbon Nanotube Nanoreactors”为题发表在纳米材料领域顶级期刊《纳米快报》上（影响因子12.279）。西安交通大学电气学院张锦英副教授，电信学院贾春林教授，东南大学管杰教授为共同通讯作者。电气学院博士生傅成程为学生第一作者。

新型储能与转换纳米材料研究中心（http://cne.xjtu.edu.cn）瞄准新能源技术发展前沿，围绕新型储能和能量转换纳米材料研究方向，开展以材料微观/介观结构-化学特性-纳米制备技术为核心的基础研究工作，并以新能源转换与储能系统示范工程的研究和实施带动电气工程学科的发展建设，实现在该领域的理论创新与研究方法的创新。张锦英课题组在新型磷的同素异形体（环状磷、紫磷、紫磷烯、暗红磷）研究方面已经在Angew.Chem. Int. Ed.(2017，2020)，Nano Lett.(2017),Appl. Phys. Lett(2019)等杂志上发表了一系列工作。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04741

文字：新型储能与能量转换纳米材料研究中心