德国的研究人员根据双碳纳米管内、外壁电子类型（半导体或金属）首次完成了双壁碳纳米管（DWCNTs）的分离。如今，用这种方法分离不同类型的碳纳米管意味着可以更详细地研究这些材料。这对于新型设备的发展是至关重要的。比如说碳纳米管场效应晶体管（CNT-FETs），它们来自半导体管，甚至是基于全金属纳米管的超导体。
　　

一种碳纳米管的内外壁结构

　　
　　双壁碳纳米管拥有独特的纳米结构，由两个同心的单壁纳米管（SWCNTs）组成。单壁纳米管是直径只有约1nm的管子，由一个原子厚度的碳原子层面卷制而成。
　　碳纳米管可以被定义为四种不同的电子类型，这是由构成的内壁和外壁来共同定义的。内壁和外壁都可以是金属（M）或半导体（S）。对内壁外壁来说，这样就给出了四种可能出现的电子类型的组合，可以表示为M@M, S@M, M@S 和 S@S。
　　来自Karlsruhe理工学院，该项目的负责人Benjamin Flavel说，“内壁外壁之间物理性能和电学性能的耦合必将会产生新的特性。所以说双壁碳纳米管（DWCNTs）必须被看成是一种新型的纳米结构材料，不仅仅是两种单壁碳纳米管的简单组合。这些新的特性将在未来的碳科学中开辟出令人振奋的途径，比如说在M@M型双壁碳纳米管中存在的超导性。”
　　实验平台及新的应用
　　“双壁碳纳米管是多壁碳纳米管的最简单形式，通过拉曼光谱技术，在实验平台上对两个在轴向相互作用的碳纳米管的物理性能进行了研究。在未来，发现这些材料的新特性将会是一件非常有意思的事情”。
　　当双壁碳纳米管是纯粹的半导体S@S型时可以被很好的应用，比如说CNT-FETs，可以作为生物和化学的传感器。在此类传感器中外壁作为支架既可以进行受体分子修饰又可以选择性的保护内壁免受外界环境的影响。然而，到目前为止，只能根据它们的外壁电子类型分离DWCNTs。
　　新方法利用表面活性剂
　　现在，Flavel和他的同事们利用半导体和金属内壁、外壁电子类型，利用表面活性剂的技术，成功地对双壁纳米管进行了分离。这种方法不仅可以在水溶液中将未分类的DWCNTs分开，而且还可以分离它们自己。这种方法已经证明，在SWCNTs研究中是非常成功的。
　　Flavel解释说：“表面活性剂在碳纳米管周围形成胶束，表面活性剂盖在管子周围的方式以及形状都取决于碳纳米管的电子式。随后，我们利用表面活性剂结构的差异，将被活性物质包覆碳纳米管与其他介质（如凝胶柱）进行相互作用，从而按类型分离它们。分离的结果是M@M, S@M, M@S 和 S@S 电子类型。”
　　对内墙更加敏感
　　“由于表面活性剂壳仅与双壁碳纳米管的最外层接触，所以过去认为外壳的形状和结构完全由外壁定义。然而，在现实中，两壁之间存在着一种电子相互作用。因此我们利用这一事实来改善实验条件，更加重视内壁发挥的作用。尽管我们只与外墙接触。”
　　该小组包括柏林Freie大学、亥姆霍兹研究所和达姆施塔特大学的研究人员，目前正在尝试用定义的手性制备DWCNTs。（纳米管的手性或者说是利手性是六角晶格的相对取向。其中纳米管碳片中的原子排列在管的轴上，它决定管是金属还是半导体。）
　　Flavel说，“对于多壁碳纳米管来说这是可行的，并且现如今我们可以进入双壁碳纳米管的内墙。这样就更有理由相信这对于双壁碳纳米管来说也是可行的。然而，在表面活性剂外壳包裹着不同的DWCNT电子类型时，它的大直径和微小的差异将会使这一问题更具挑战性。”
　　来源：材料科技在线