[發(fā)明專利]碳納米管絞線及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910109047.0
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101964229A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉鍇;周睿風;孫穎慧;姜開利;劉亮;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B5/02;H01B1/04;B81C5/00;B81B3/00;C01B31/02
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1.一種碳納米管絞線的制備方法，其包括以下步驟：

提供至少一碳納米管膜，該碳納米管膜包括多個通過范德華力首尾相連的碳納米管，該多個碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸；

沿碳納米管的軸向施加兩個相反外力作用于該至少一碳納米管膜，使該至少一碳納米管膜中至少部分碳納米管在該外力的作用下沿碳納米管軸向繃直；以及

扭轉(zhuǎn)該至少一碳納米管膜，獲得一碳納米管絞線。

2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述外力F與碳納米管膜的寬度L之比滿足0.005牛/厘米＜F/L＜0.02牛/厘米。

3.如權(quán)利要求1所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，施加外力前進一步包括以下步驟：

將多個碳納米管膜層疊設置，該層疊的碳納米管膜中的碳納米管的軸向均沿同一方向延伸。

4.如權(quán)利要求1所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述施加兩個相反外力作用于該至少一碳納米管膜的方法進一步包括以下步驟：

提供兩固定裝置；

以所述兩固定裝置分別夾持該碳納米管膜沿碳納米管軸向的延伸方向的兩端；以及

通過該兩固定裝置在該碳納米管膜的兩端沿平行碳納米管軸向的方向施加兩方向相反的力。

5.如權(quán)利要求4所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)碳納米管膜的方法進一步包括：

將所述兩固定裝置沿相反的方向相對轉(zhuǎn)動。

6.一種碳納米管絞線的制備方法，其包括以下步驟：

提供至少一碳納米管陣列；

采用至少一拉伸工具分別從該至少一碳納米管陣列中拉取獲得至少一碳納米管膜，所述拉伸工具與該碳納米管膜的一端固定，該碳納米管膜的另一端與所述碳納米管陣列相連接，該碳納米管膜中的碳納米管的軸向基本沿拉伸方向延伸；

提供至少一支撐體；

將該拉取獲得的碳納米管膜通過該至少一支撐體支撐；

通過所述拉伸工具與至少一支撐體對該碳納米管膜施加兩個方向相反且平行于該碳納米管膜中碳納米管的軸向的拉力，使該至少一碳納米管膜中至少部分碳納米管在該拉力的作用下沿碳納米管軸向繃直；以及

扭轉(zhuǎn)所述碳納米管膜，形成一碳納米管絞線。

7.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜扭轉(zhuǎn)的同時所述碳納米管陣列中的碳納米管繼續(xù)從所述碳納米管陣列中不斷被拉出，使碳納米管膜長度延長。

8.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述支撐體為一夾持裝置，所述碳納米管膜通過至少一夾持裝置夾持，該夾持裝置為所述碳納米管膜提供一垂直于所述碳納米管膜表面的壓力，以及與該壓力成正比的所述拉力。

9.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述支撐體為一支撐軸，該支撐軸的寬度大于或等于該碳納米管膜的寬度，該支撐軸為所述碳納米管膜提供一垂直于所述碳納米管膜表面的支撐力，以及與該支撐力成正比的所述拉力。

10.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，進一步包括通過揮發(fā)性有機溶劑處理該碳納米管絞線，使該碳納米管絞線收縮，獲得一小直徑碳納米管絞線的步驟。

11.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，進一步包括在碳納米管繃直的狀態(tài)下通過揮發(fā)性有機溶劑處理該碳納米管膜的步驟。

12.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，進一步包括在碳納米管繃直前通過揮發(fā)性有機溶劑處理該碳納米管膜的步驟。

13.如權(quán)利要求6所述的碳納米管絞線的制備方法，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)所述碳納米管膜的方法包括以下步驟：

提供一絞線裝置以及一同軸設置的繞線裝置；

將所述碳納米管膜與所述拉伸工具連接的一端從該拉伸工具取下，并穿過該絞線裝置與該繞線裝置相連接；

使該絞線裝置以一定速度旋轉(zhuǎn)，該絞線裝置帶動穿過該絞線裝置的碳納米管膜轉(zhuǎn)動，從而形成所述碳納米管絞線；

使該繞線裝置以大于或小于該絞線裝置的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，從而使形成的所述碳納米管絞線纏繞在該繞線裝置上。