[发明专利]纳米结构的分离

说明书

技术领域

本发明总体上涉及将纳米结构分离，具体地说，基于密度差将纳米结构群与其它纳米结构群分离的系统和方法。

相关申请

本申请要求Strano等人于2007年11月21日提交的名称为“Separation of Nanostructures”的美国临时专利申请序列号61/004,009的权益，该文献全文引入本文作为参考。

背景技术

已经预期多种纳米结构用于从结构材料到电子器件的工业。例如，碳纳米管已被认为是未来纳米电子仪器的重要新来源。碳纳米管可以具有高长径比与小直径，比贵金属高10³倍的电子式电流携带能力(10⁹A/cm²)，比纯金刚石高两倍的导热率(6600W/mK)，并且它们在室温下在许多微米内可以是弹道式导体(ballistic conductor)。碳纳米管可以是金属或半导体性的，这取决于卷绕石墨烯片以形成所需纳米管的方式。金属和半导体性碳纳米管都具有广泛应用的潜力，涵盖超低电阻材料、透明导体和在金属碳纳米管情况下的电互连件。半导体性碳纳米管是场效应晶体管应用所需的。

碳纳米管一般通过合成规程制备为全电子型混合物。因此，碳纳米管的分离和电子分类仍是这些和类似材料的广泛电子和光学应用的重大障碍。

因此，需要改进的材料和方法。

发明内容

本发明大体上涉及基于密度差将纳米结构群与其它纳米结构群分离。在一些情形下，本发明的主题涉及相关产物，对特定问题的替代方案，和/或一种或多种系统和/或制品的多个不同用途。

在一些实施方案中，描述了纳米结构的分离方法，其中所述方法包括提供多个纳米结构，将所述纳米结构暴露到重氮盐中以致所述多个纳米结构的第一群与所述重氮盐反应并且所述多个纳米结构的第二群不与所述重氮盐反应，和基于密度差将所述第一和第二群分离。

在一组实施方案中，描述了纳米结构的分离方法，其中所述方法包括将多个纳米结构暴露到一组条件中，在该组条件下，所述多个纳米结构的第一群被按这样的方式改性，即该方式不同地影响所述第一群与所述多个纳米结构的第二群的各成员的密度，和使用离心机在具有小于大约100,000g的相对离心力下将所述第一和第二群分离。

在一些实施方案中，描述了纳米结构的分离方法，其中所述方法包括将多个纳米结构暴露到一组条件中，在该组条件下，所述多个纳米结构的第一群被改性以致所述第一群的各成员的平均密度比第二群纳米结构的各成员的平均密度大至少大约100kg/m³，和基于该密度差将所述第一和第二群分离。

在一组实施方案中，描述了纳米结构的分离方法，其中所述方法包括将多个纳米结构暴露到一组条件中，在该组条件下，所述多个纳米结构的第一群被改性以致所述第一群的各成员的平均密度比第二群纳米结构的各成员的平均密度大至少大约10％，和基于该密度差将所述第一和第二群分离。

当结合附图考虑时，本发明的其它方面、实施方案和特征将通过以下详细描述变得明显。所述附图是示意性的，并无意按比例绘制。为清楚起见，在图示对本领域技术人员理解本发明并非必需的情况下，并非每个组件都在每幅图中标出，也并非本发明每个实施方案的每个组件都在每幅图中示出。引入本文供参考的所有专利申请和专利以全文引入作为参考。在抵触的情况下，以本说明书(包括定义)为准。

附图说明

本发明的非限定性实施方案通过实施例并参考附图进行描述，所述附图是示意性的，并无意按比例绘制。在附图中，所示的每个相同或几乎相同的组件通常由同一附图标记表示。为清楚起见，在图示对本领域技术人员理解本发明并非必需的情况下，并非每个组件都在每幅图中标出，也并非本发明每个实施方案的每个组件都在每幅图中示出。在附图中：

图1包括(a)对照样品和(b)根据一组实施方案的官能化纳米结构的0.84nM反应样品的UV-vis-nIR吸收光谱；

图2包括根据一组实施方案的离心管在离心后的照片；

图3是根据一组实施方案的官能化和非官能化纳米结构的密度测量的绘图；和

图4包括根据一组实施方案的纳米结构的拉曼测量的绘图。

具体实施方式

本发明总体上涉及基于密度差将一个或多个纳米结构群与一个或多个其它纳米结构群分离。可以将具有非常相似或相同纳米结构的总体混合物暴露到一组条件中，在该条件下，一群纳米结构受到与其它群不同地影响，从而允许根据密度差进行分离。