化学元素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，一直以来，选择性合成纳米尺度的磷的同素异形体是学界的一个极大的挑战。

为解决这一难题，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。实验发现，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。

这一结果与团队理论预测完全吻合，即当截面尺寸小于1.4纳米时，方柱状磷结构最稳定；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最稳定。

近日，该研究以《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》为题在纳米材料领域顶级期刊《纳米快报》上发表。文章的第一作者为西安交通大学电气学院博士生傅成程，通讯作者是西安交通大学电气学院副教授张锦英、电信学部教授贾春林、东南大学教授管杰。

近年来，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）方面的研究成果已经在相关国际期刊上陆续发表。

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