在碳纳米管的众多奇异特性中，包括了能够在一些重要化学反应中起到催化剂的作用，从而产生更清洁的燃料。但在其工作原理方面，仍然存在众多未解之谜。通过精确定位单壁碳纳米管中发生反应的独特位置，康奈尔大学化学与生物化学助教Peng Chen及其小组的研究人员解答了其中的一个重要问题。但对这些位置进行直接观察还存在困难。研究人员指出，反应并非全部沿着碳纳米管发生，而是仅发生于纳米管的端点或缺陷处。
当电流通过时，纳米管起到催化剂的作用。这使它们将电子传送给与反应位置有接触的分子。这种反应与燃料电池中的反应十分类似。
其他研究者已经证明碳纳米管可被制成晶体管。因此，这项研究的一个长远的目标是将碳纳米管制成光电化学电池，将阳光直接用于制氢。
研究人员称，他们希望用光子来激发电子，然后用电子用于水分离反应以制氢这将帮助解决一直以来阻碍着太阳能利用的存储和运输问题。
幸运的是，碳纳米管能够在另一种反应中发挥催化作用，该反应可以将一种被称为“刃天青”（resazurin）的化学物质转化为另一种叫“试卤灵”（resorufin）的荧光终产物。在显微镜下，微小的闪光揭示出荧光分子在何时何处产生。研究组在刃天青溶液中将一纳米管阵列置于两个透明导体之间，在施加电压使催化反应开始后，对反应进行每100 毫秒曝光一次的“拍摄”，持续数十分钟。根据每帧照片上的散射光点显示，反应并不是全部沿着纳米管发生的。
每个光点由数千光子组成，由于光学显微镜无法解析比所使用光波长更小的散射细节（本例中约为400 nm）。因此研究人员采用了一种独特的数学窍门，通过标明每个模糊光点的亮度变化，从而确定散射中心。最终，研究人员从拍摄的每一帧照片中对散射中心进行叠加，在重复这一过程后，将散射中心的位置精度提高到20nm 甚至更高。
现在研究者面临的问题是，反应位置的化学性质究竟是怎样的？电子究竟是如何传输的？现在反应位置已经确定，就有可能利用高分辨扫描隧道显微镜来观察它们的原子结构，并将其结构与电子传输性质相联系。相关研究成果发表在美国化学会《纳米快报》（Nano Lett）杂志上（文章标题：Single-Molecule Electrocatalysis by Single-WalledCarbon Nanotubes）。（来源：中国科学院上海硅酸盐研究所）
