[發明專利]碳納米管復合線的制備方法

有效

• 申請號: 201410269325.X
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN105174204B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 林曉陽;柳鵬;張麗娜;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種碳納米管復合線的制備方法。

背景技術

碳納米管是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物。碳納米管具有優異的力學、熱學及電學性質，其應用領域非常廣闊。例如，碳納米管可用于制作場效應晶體管、原子力顯微鏡針尖、場發射電子槍、納米模板等。上述技術中碳納米管的應用主要是碳納米管在微觀尺度上的應用，操作較困難。因此，使碳納米管具有宏觀尺度的結構并在宏觀上應用具有重要意義。

姜開利等人于2002年成功地從一碳納米管陣列拉取獲得一具有宏觀尺度的碳納米管線，具體請參見文獻“Spinning Continuous Carbon Nanotube Yarns”，Nature，V419，P801。所述碳納米管線由多個首尾相連且基本沿同一方向擇優取向排列的碳納米管組成。

然而，由所述制備方法所制備的碳納米管線中碳納米管之間的結合力較弱，因此，所述碳納米管線的機械性能還需進一步提高。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種機械性能較高的碳納米管復合線的制備方法。

一種碳納米管復合線的制備方法，包括以下步驟：提供至少一碳納米管膜，該至少一碳納米管膜為自支撐結構；提供一基底，在該基底上生長一石墨烯膜；將所述至少一碳納米管膜與所述石墨烯膜層疊設置形成一碳納米管-石墨烯復合膜；除去所述基底；將所述碳納米管-石墨烯復合膜卷成一卷后加捻，形成碳納米管復合線。

與現有技術相比，本發明所提供的碳納米管復合線的制備方法中，將碳納米管膜與石墨烯膜復合成碳納米管-石墨烯復合膜，并將該碳納米管-石墨烯復合膜先卷起來再加捻，石墨烯膜中的石墨烯片在扭轉力的作用下被緊密擠壓在一起，致使首尾相連的碳納米管的“節點”處的近鄰碳納米管增多，相鄰碳納米管之間的距離變小，相鄰碳納米管之間的范德華力增強，相應地，機械強度增強，從而提高了碳納米管復合線的機械性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的碳納米管復合線的制備方法的工藝流程圖。

圖2為本發明實施例提供的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。

圖3為本發明實施例提供的碳納米管絮化膜的掃描電鏡照片。

圖4為本發明實施例提供的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。

圖5為本發明實施例提供的另一碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。

圖6為本發明實施例提供的由多個碳納米管線狀結構組成的碳納米管膜的結構示意圖。

圖7為本發明實施例提供的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖8為本發明實施例提供的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖9為本發明實施例提供的碳納米管復合線的掃描電鏡照片。

圖10為本發明實施例提供的沿碳納米管-石墨烯復合膜的一條邊將該碳納米管-石墨烯復合膜卷起來的結構示意圖。

圖11為本發明實施例提供的沿碳納米管-石墨烯復合膜的對角線將該碳納米管-石墨烯復合膜卷起來的結構示意圖。

主要元件符號說明