[發明專利]單層碳納米管的制造方法及其應用

無效

• 申請號: 200710080027.6
• 申請日: 2007-03-05
• 公開（公告）號: CN101259959A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 梶浦尚志;孫靜;高濂;王焱;劉陽橋
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82B3/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及單層碳納米管的制造方法和單層碳納米管應用裝置的制造方法，例如，是適用于制造使用單層碳納米管的電子元件的適當的方法。

背景技術

單層碳納米管的分散吸引了許多研究興趣。這是因為單層碳納米管的分散和剝離是在納米復合材料、電子學和其它領域中的更進一步的應用中不可缺少的緣故(參照非專利文獻1、2)。剛合成后的單層碳納米管由于實際上的范德華引力(～950meV/nm)而存在聚集成數十根或數百根單個單層碳納米管的管束的傾向(參照非專利文獻3)，難以將這些分散，更難以剝離成單個的單層碳納米管。進而，根據情況，單個的單層碳納米管存在除去超聲波這樣的機械力量時會再次聚集的傾向。為了增加單層碳納米管在水或有機溶劑中的溶解度，提出了一些方法，這些主要被分為共價鍵式方法或非共價鍵式方法(參照非專利文獻4、5)。共價鍵式方法是雜化從sp²向sp³變化和共軛的同時伴隨有損失的化學改變方法。單層碳納米管的固有的性質在該處理后受到干擾(參照非專利文獻6)。非共價鍵式方法主要基于利用范德華力和π-堆積相互作用這樣的吸引力的超分子復合化(參照非專利文獻7)。然而，這些方法通?？蓪螌犹技{米管的管束分散，但是不能將管束剝離成被單個分散的單層碳納米管。

已提出了一些用于將單層碳納米管的管束分離為單個的單層碳納米管的剝離方法。一個有效的方法是在十二烷基硫酸鈉(SDS)(參照非專利文獻8、9)和十二烷基苯磺酸鈉(NaDDBS)(參照非專利文獻10)或多糖(阿拉伯樹膠)(參照非專利文獻11)之類的表面活性劑的水溶液中進行超聲波處理的方法。高速離心后，利用低溫透射型電子顯微鏡(TEM)在上清液中可觀察到被單個剝離的單層碳納米管(參照非專利文獻12)。另外，單個的單層碳納米管懸浮在102％H₂SO₄之類的超強酸中時，發現了向列液晶結構(參照非專利文獻13～15)。然而，收率相當低，且剝離是通過犧牲其固有的長的長度來達成的。此外，DNA、肽和蛋白質這樣的生物分子也顯示出在水中剝離單層碳納米管并使之穩定的性質(參照非專利文獻16～19)。

Zhu等報道了通過添加帶強正電的ZrO₂納米顆粒來分散單層碳納米管(參照非專利文獻20)。然而，該分散狀態不像在SDS中那么好，無法明確地觀察到由ZrO₂納米顆粒引起的剝離效果。

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