[發(fā)明專利]碳納米管陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310061543.X
• 申請(qǐng)日: 2009-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103172047A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜開利;劉亮;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/02
• 分類號(hào): C01B31/02;B82Y40/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明為公開號(hào)為CN102115070A的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2009年12月31日，申請(qǐng)?zhí)枮?00910239663.8，發(fā)明名稱為碳納米管陣列及用碳納米管陣列制備碳納米管結(jié)構(gòu)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳納米管陣列。

背景技術(shù)

碳納米管是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物。碳納米管具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。例如，碳納米管可用于制作場(chǎng)效應(yīng)晶體管、原子力顯微鏡針尖、場(chǎng)發(fā)射電子槍、納米模板等。上述技術(shù)中碳納米管的應(yīng)用主要是碳納米管在微觀尺度上的應(yīng)用，操作較困難。因此，使碳納米管具有宏觀尺度的結(jié)構(gòu)并在宏觀上應(yīng)用具有重要意義。

為克服上述問題，范守善等人在2008年8月12日公開的第CN101239712號(hào)專利申請(qǐng)揭示了一種包括多個(gè)碳納米管且具有宏觀尺度的膜狀結(jié)構(gòu)及其制備方法。該碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)的制備方法主要包括以下步驟：陣列化碳納米管以提供一平行排列的碳納米管陣列；從所述碳納米管陣列中沿一個(gè)方向抽出所述碳納米管，獲得一碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度與所述碳納米管陣列的最大寬度成正比。該碳納米管陣列的最大寬度為碳納米管陣列中距離最大的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。該碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度為沿碳納米管陣列的最大寬度方向拉伸出來的碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。然而，由于生長(zhǎng)所述碳納米管陣列的基底為一圓形硅片，而硅片制備工藝使得硅片的最大寬度如直徑得到限制，因此，從所述碳納米管陣列獲得的碳納米管膜狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度有所限制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種碳納米管陣列及利用該碳納米管陣列能夠制備具有較長(zhǎng)長(zhǎng)度的碳納米管結(jié)構(gòu)的方法。

一種碳納米管陣列，該碳納米管陣列具有一分割線,將所述碳納米管陣列分割成至少一個(gè)連續(xù)的碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)。該碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度大于所述碳納米管陣列的最大寬度，所述碳納米管陣列的最大寬度為碳納米管陣列中距離最大的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。

一種碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟：提供一碳納米管陣列，該碳納米管陣列具有至少一分割線，將所述碳納米管陣列分割成至少一個(gè)連續(xù)的碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度大于所述碳納米管陣列的最大寬度，所述碳納米管陣列的最大寬度為碳納米管陣列中距離最大的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離；從上述碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)靠近所述分割線的一個(gè)端點(diǎn)的一端選定一定寬度的多個(gè)碳納米管；以一定速度沿基本垂直于碳納米管陣列生長(zhǎng)方向拉伸該多個(gè)碳納米管，以形成一連續(xù)的碳納米管膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述碳納米管陣列表面具有一分割線，該碳納米管陣列經(jīng)所述分割線形成至少一個(gè)連續(xù)的碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)。該碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度大于所述碳納米管陣列的最大寬度，從而使得由所述碳納米管陣列制備形成的碳納米管結(jié)構(gòu)如碳納米管膜、碳納米管線的最大長(zhǎng)度取決于碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度，而該碳納米管帶狀結(jié)構(gòu)的最大長(zhǎng)度能通過控制分割線的分布來控制，從而使得所述碳納米管陣列能夠獲得具有較長(zhǎng)長(zhǎng)度的碳納米管結(jié)構(gòu)，從而擺脫所述碳納米管陣列最大寬度的限制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種碳納米管陣列設(shè)置于一基底上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1提供的一種碳納米管陣列的俯視示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種碳納米管陣列的俯視示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種碳納米管陣列的俯視示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種碳納米管陣列的俯視示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種碳納米管陣列的俯視示意圖。

圖7是一種利用本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳納米管陣列制備碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖。

圖8是用圖7中的制備方法制備一碳納米管膜時(shí)制備示意圖。

圖9是利用圖7中的制備方法得到的碳納米管膜掃描電鏡照片。

圖10是利用圖7中的制備方法得到的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線掃描電鏡照片。

圖11是利用圖7中的制備方法得到的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線掃描電鏡照片。

圖12是另一種利用本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳納米管陣列制備碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖。

主要元件符號(hào)說明