[发明专利]碳纳米管阵列及用碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管阵列及利用该碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法。

背景技术

碳纳米管是一种由石墨烯片卷成的中空管状物。碳纳米管具有优异的力学、热学及电学性质，其应用领域非常广阔。例如，碳纳米管可用于制作场效应晶体管、原子力显微镜针尖、场发射电子枪、纳米模板等。上述技术中碳纳米管的应用主要是碳纳米管在微观尺度上的应用，操作较困难。因此，使碳纳米管具有宏观尺度的结构并在宏观上应用具有重要意义。

为克服上述问题，范守善等人在2008年8月12日公开的第CN101239712号专利申请揭示了一种包括多个碳纳米管且具有宏观尺度的膜状结构及其制备方法。该碳纳米管膜状结构的制备方法主要包括以下步骤：阵列化碳纳米管以提供一平行排列的碳纳米管阵列；从所述碳纳米管阵列中沿一个方向抽出所述碳纳米管，获得一碳纳米管膜状结构。所述碳纳米管膜状结构的最大长度与所述碳纳米管阵列的最大宽度成正比。该碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。该碳纳米管膜状结构的最大长度为沿碳纳米管阵列的最大宽度方向拉伸出来的碳纳米管膜状结构的长度。然而，由于生长所述碳纳米管阵列的基底为一圆形硅片，而硅片制备工艺使得硅片的最大宽度如直径得到限制，因此，从所述碳纳米管阵列获得的碳纳米管膜状结构的长度有所限制。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管阵列及利用该碳纳米管阵列能够制备具有较长长度的碳纳米管结构的方法。

一种碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列具有一分割线，将所述碳纳米管阵列分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。

一种碳纳米管结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列具有至少一分割线，将所述碳纳米管阵列分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构，该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离；从上述碳纳米管带状结构靠近所述分割线的一个端点的一端选定一定宽度的多个碳纳米管；以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列生长方向拉伸该多个碳纳米管，以形成一连续的碳纳米管膜。

与现有技术相比较，所述碳纳米管阵列表面具有一分割线，该碳纳米管阵列经所述分割线形成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，从而使得由所述碳纳米管阵列制备形成的碳纳米管结构如碳纳米管膜、碳纳米管线的最大长度取决于碳纳米管带状结构的最大长度，而该碳纳米管带状结构的最大长度能通过控制分割线的分布来控制，从而使得所述碳纳米管阵列能够获得具有较长长度的碳纳米管结构，从而摆脱所述碳纳米管阵列最大宽度的限制。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种碳纳米管阵列设置于一基底上的结构示意图。

图2是图1提供的一种碳纳米管阵列的俯视示意图。

图3是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。

图4是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。

图5是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。

图6是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。

图7是一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的制备方法的流程示意图。

图8是用图7中的制备方法制备一碳纳米管膜时制备示意图。

图9是利用图7中的制备方法得到的碳纳米管膜扫描电镜照片。

图10是利用图7中的制备方法得到的非扭转的碳纳米管线扫描电镜照片。

图11是利用图7中的制备方法得到的非扭转的碳纳米管线扫描电镜照片。

图12是另一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的制备方法的流程示意图。

主要元件符号说明

碳纳米管阵列       10

分割线             110

端点               120、130

碳纳米管带状结构   140

几何中心           150

基底               20

碳纳米管膜         30

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步详细的说明。