分支和填充結構是兩種最基本的納米結構，可用于納米開關、納米存儲器以及納米器件的集成等。中科院化學所有機固體院重點實驗室在前期研究中，發現氣流波動法可以制備結構可控的分支碳納米管。在此基礎上，他們選用不同的襯底，實現了鐵填充碳納米管的可控制備。根據這一發現，提出了分支和鐵填充碳納米管形成的新機制，即氣流波動誘發的催化劑粒子合并或分裂機制(右圖)。在氣流波動的情況下，在吸附力較大的襯底上催化劑粒子發生合并從而生長出分支碳納米管;在吸附力較小的襯底上催化劑粒子發生分裂從而生長出鐵填充碳納米管。這種方法簡單可控，無需引入其它填加劑或模板，只需控制氣流的波動就可以實現對分支結構以及填充結構的控制。這一研究進展對鐵填充碳納米管的應用具有重要意義，為可控制備分支和填充結構的納米材料提供了一條新途徑。有關研究成果發表在美國的《先進材料》(Adv. Mater.)上。