[发明专利]形成纳米管网状结构的系统和方法

说明书

本发明涉及一种形成纳米管网状结构的系统和方法。该系统(100)包括：第一纳米管收集设备(202)，其包括第一基板(222)，所述第一基板被构造成在其附着表面(234)上收集基本上在第一方向(272)上对齐的多个纳米管(120)；第二纳米管收集设备(204)，其包括第二基板(228)，所述第二基板被构造成在其附着表面(234)上收集基本上在第二方向(280)上对齐的多个纳米管(230)。所述第一纳米管收集设备(202)和所述第二纳米管收集设备(204)被构造成将所述多个纳米管(23)在界面(240)处进行组合。所述系统(100)还包括第一能量源(244)。

技术领域

本公开的领域总体上涉及纳米管技术，更特别地，涉及形成纳米管网状结构的系统和方法。

背景技术

碳纳米管是基本上由管形式的单原子厚石墨烯片材构成的小管形结构。通常，碳纳米管可被分类为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。单壁碳纳米管只具有一个圆柱形石墨层，多壁碳纳米管具有两个或更多个嵌套的圆柱形石墨层。碳纳米管通常具有小于大约100纳米的直径并且具有使得纳米管的长度显著大于其直径的大长宽比。例如，碳纳米管的长度与直径的比率可以大于大约1000:1。此外，碳纳米管显露了表现出高强度、特有电性质，并且是有效热导体。这种特征使得碳纳米管有利于用于各种机械、电子和/或热应用中。

然而，实际应用中使用碳纳米管通常因碳纳米管的小尺寸而受到限制。近来，已经创建了许多已知工艺来形成可在这种实际应用中实现的尺寸逐渐变大的碳纳米管结构。一种已知的工艺包括将碳纳米管分散在溶液池中，从而将碳纳米管在溶液中基本上对齐，重复地收集通过溶液池的基板表面上的碳纳米管。通常，在基板具有不同取向时重复收集碳纳米管。接着，将基板表面上累积的碳纳米管相联接，以形成碳纳米管网状结构，或“巴基纸(buckypaper)”。然而，在这些工艺中形成的碳纳米管网状结构的大小通常因基板尺寸和/或溶液池受到限制。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于制造纳米管网状结构的系统。该系统包括：第一纳米管收集设备，其包括第一基板，所述第一基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第一方向上对齐的多个纳米管；第二纳米管收集设备，其包括第二基板，所述第二基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第二方向上对齐的多个纳米管。所述第一纳米管收集设备和所述第二纳米管收集设备被构造成将所述多个纳米管在界面处进行组合。所述系统还包括第一能量源，所述第一能量源被构造成将能量向着所述多个纳米管之间的界面引导，其中，所述能量被构造成将所述多个纳米管相接合以形成纳米管网状结构。

在另一个方面，提供了一种用于收集纳米管的设备。该设备包括：溶液池，其包括悬浮在所述溶液的表面上的多个纳米管；给料系统，其被构造成连续引导包括附着表面的基板经过所述溶液的表面。当所述给料系统引导所述附着表面经过所述溶液的表面时，所述多个纳米管以基本上平行的方向结合到所述附着表面。

在又一个方面，提供了一种形成纳米管网状结构的方法。该方法包括：连续引导包括附着表面的基板经过包括悬浮于溶液的表面上的多个纳米管的溶液池的表面，使得所述多个纳米管在第一方向上结合到所述附着表面；将处于所述第一方向的多个纳米管与处于第二方向的多个纳米管组合，所述多个纳米管在它们之间限定的界面处被组合；将所述多个纳米管在所述界面处热结合，以形成所述纳米管网状结构。

附图说明

图1是示例性飞行器制造和维修方法的流程图。

图2是示例性飞行器的框图。

图3是示例性纳米管网状结构制造系统的示意图示。

图4是可用于图3中示出的纳米管网状结构制造系统的示例性第一纳米管收集设备的放大示意图示。

图5是可用于图4中示出的第一纳米管收集设备的示例性预对齐装置的俯视图。

图6是可用于图3中示出的纳米管网状结构制造系统的示例性第二纳米管收集设备的放大示意图示。