[發(fā)明專利]碳納米管結構的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410124617.4
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN104944406B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 魏洋;魏浩明;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: C01B32/16
• 分類號: C01B32/16;B82Y30/00;B82Y40/00
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技術領域

本發(fā)明涉及一種碳納米管結構的制備方法，尤其涉及一種碳納米管膜或碳納米管線的制備方法。

背景技術

碳納米管(Carbon Nanotube, CNT)可看作由石墨烯片彎曲而成的中空管狀物，其具有優(yōu)異的力學、熱學及電學性質，因此具有廣闊的應用領域。由于單根碳納米管的尺寸為納米級，難于加以利用，人們嘗試將多個碳納米管作為原材料，制成具有較大尺寸的宏觀碳納米管結構。例如由多個碳納米管形成的宏觀膜狀結構，即碳納米管膜（Carbon Nanotube Film），以及由多個碳納米管形成的宏觀線狀結構，即碳納米管線（Carbon Nanotube Wire）。

公告號為CN101458975B的中國發(fā)明專利中揭露了一種從碳納米管陣列中直接拉取獲得的碳納米管薄膜，這種碳納米管薄膜具有較好的透明度，且具有宏觀尺度并能夠自支撐，其包括多個在范德華力作用下首尾相連的碳納米管。由于這種直接從陣列中拉取獲得的碳納米管薄膜中碳納米管基本沿同一方向延伸，因此能夠較好的發(fā)揮碳納米管軸向具有的導電及導熱等各種優(yōu)異性質，具有極為廣泛的應用前景，例如可以應用于觸摸屏（如中國專利CN101419518B）、液晶顯示器（如中國專利CN101498865B）、揚聲器（如中國專利CN101605289B）、加熱裝置（如中國專利CN101868066B）、薄膜晶體管（如中國專利CN101582449B）及導電線纜（如中國專利CN101499337B）等多種領域。

這種特殊的碳納米管膜的形成原理是超順排生長的碳納米管陣列中碳納米管之間通過范德華力緊密結合，使在拉取部分碳納米管時，與之相鄰的碳納米管由于范德華力的作用可以首尾相連的被拉出，從而逐漸形成一個由首尾相連的碳納米管構成的碳納米管膜。然而，由于碳納米管之間僅靠范德華力相互吸引而成膜，一旦陣列的形態(tài)被破壞或改變，就有可能導致無法連續(xù)地拉出均勻的碳納米管膜，因此傳統(tǒng)的做法是在生長基底（一般是單晶硅片）表面生長碳納米管陣列之后，直接對生長基底上的碳納米管陣列進行碳納米管膜的拉取作業(yè)。

然而，隨著這種碳納米管膜在產(chǎn)業(yè)上的應用越來越廣泛，為適應細化產(chǎn)業(yè)分工的要求，碳納米管陣列的生長和碳納米管膜的拉取往往需要在不同地點的不同生產(chǎn)廠完成。而將生長基底連同其上的碳納米管陣列一起提供給拉膜階段的生產(chǎn)廠不但使生長基底的回收周期變長，不利于快速投入到新陣列的生長，也容易使昂貴的單晶硅片在運輸途中遭到破壞而報廢。另外，也可通過相同原理從碳納米管陣列中拉取獲得碳納米管線，而碳納米管線在生產(chǎn)制備上同樣存在上述問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問題的碳納米管結構的制備方法。

一種碳納米管結構的制備方法，包括以下步驟：提供一代替基底及一生長基底，該生長基底表面具有碳納米管陣列，該碳納米管陣列的形態(tài)能夠使得一碳納米管結構可以從該碳納米管陣列中連續(xù)地拉出；將該碳納米管陣列從該生長基底轉移至該代替基底，并保持該碳納米管陣列的形態(tài)仍能夠使該碳納米管結構可以從該碳納米管陣列中連續(xù)地拉出；以及從該代替基底上的碳納米管陣列拉取該碳納米管結構，該碳納米管結構包括多個首尾相連的碳納米管。

一種碳納米管結構的制備方法，包括以下步驟：提供一第一基底及一第二基底，該第一基底表面具有碳納米管陣列，該碳納米管陣列的形態(tài)能夠使得一碳納米管結構可以從該碳納米管陣列中連續(xù)地拉出，該碳納米管結構包括多個首尾相連的碳納米管；將該碳納米管陣列從該第一基底轉移至該第二基底，并保持該碳納米管陣列的形態(tài)仍能夠使該碳納米管結構可以從該碳納米管陣列中連續(xù)地拉出；以及從該第二基底上的碳納米管陣列拉取該碳納米管結構，該碳納米管結構包括多個首尾相連的碳納米管。

相較于現(xiàn)有技術，所述該碳納米管結構的制備方法中，在生長階段與拉膜階段，碳納米管陣列設置于不同基底，作為拉膜階段的基底可以選擇廉價材料制造，而較為昂貴的生長基底可迅速回收，從而優(yōu)化了生產(chǎn)流程。因此，本發(fā)明的碳納米管結構的制備方法對于碳納米管膜和線在產(chǎn)業(yè)上的應用具有極為重要的意義，能夠帶來實際的成本降低及生產(chǎn)方式的變革。

附圖說明

圖1為本發(fā)明施例提供的碳納米管結構的制備方法的示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例從碳納米管陣列中拉取獲得的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖3為本發(fā)明實施例從轉移至代替基底表面的碳納米管陣列中拉取碳納米管膜的照片。

主要元件符號說明