碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，尤其涉及 一種碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管膜或碳納米管線的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳納米管（Carbon Nanotube, CNT)是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物，其具 有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性質(zhì)，因此具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)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(jié)構(gòu)。例如由多個碳納米管形成的宏觀膜狀結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，即碳納米管線（Carbon Nanotube Wire)。
[0003] 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 取獲得的碳納米管膜，這種碳納米管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(dǎo)電 及導(dǎo)熱等各種優(yōu)異性質(zhì)，具有極為廣泛的應(yīng)用前景，例如可以應(yīng)用于觸摸屏、液晶顯示器、 揚聲器、加熱裝置、薄膜晶體管、發(fā)光二極管及導(dǎo)電線纜等多種領(lǐng)域。
[0004] 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(jié)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(gòu)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(dǎo)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)。
[0005] 因此，碳納米管陣列的生產(chǎn)者實際是將陣列連同生長基底一并提供給客戶。然而， 這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(nèi)容】

[0006] 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陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳 納米管結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0007] -種碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法，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，該碳納米管陣列靠近該生長基底的表面為第一表面，遠 離該生長基底的表面為第二表面，該碳納米管陣列的形態(tài)能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)從該碳 納米管陣列中連續(xù)地拉出；將該代替基底設(shè)置在該碳納米管陣列的第二表面，并使該代替 基底與該碳納米管陣列的第二表面之間具有液態(tài)介質(zhì)；使位于該代替基底與該碳納米管陣 列的第二表面之間的液態(tài)介質(zhì)變?yōu)楣虘B(tài)介質(zhì)；通過移動該代替基底與該生長基底中的至少 一方，使該代替基底與該生長基底相遠離，從而使該碳納米管陣列與該生長基底分離，并轉(zhuǎn) 移至該代替基底；以及通過升溫去除位于該代替基底與該碳納米管陣列之間的固態(tài)介質(zhì)， 去除固態(tài)介質(zhì)后該碳納米管陣列的形態(tài)仍能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)從該碳納米管陣列中 連續(xù)地拉出，該碳納米管結(jié)構(gòu)包括首尾相連的碳納米管。
[0008] -種碳納米管結(jié)構(gòu)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，該碳納米管陣列靠近該生長基底的表面為第一表面，遠 離該生長基底的表面為第二表面，該碳納米管陣列的形態(tài)能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)從該碳 納米管陣列中連續(xù)地拉出；將該代替基底設(shè)置在該碳納米管陣列的第二表面，并使該代替 基底與該碳納米管陣列的第二表面之間具有液態(tài)介質(zhì)；使位于該代替基底與該碳納米管陣 列的第二表面之間的液態(tài)介質(zhì)變?yōu)楣虘B(tài)介質(zhì)；通過移動該代替基底與該生長基底中的至少 一方，使該代替基底與該生長基底相遠離，從而使該碳納米管陣列與該生長基底分離，并轉(zhuǎn) 移至該代替基底；通過升溫去除位于該代替基底與該碳納米管陣列之間的固態(tài)介質(zhì)，去除 固態(tài)介質(zhì)后該碳納米管陣列的形態(tài)仍能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)包括 首尾相連的碳納米管。
[0009] -種碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法，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，該碳納米管陣列靠近該第一基底的表面為第一表面，遠 離該第一基底的表面為第二表面，該碳納米管陣列的形態(tài)能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)從該碳 納米管陣列中連續(xù)地拉出；將該第二基底設(shè)置在該碳納米管陣列的第二表面，并使該第二 基底與該碳納米管陣列的第二表面之間具有液態(tài)介質(zhì)；使位于該第二基底與該碳納米管陣 列的第二表面之間的液態(tài)介質(zhì)變?yōu)楣虘B(tài)介質(zhì)；通過移動該第二基底與該第一基底中的至少 一方，使該第二基底與該第一基底相遠離，從而使該碳納米管陣列與該第一基底分離，并轉(zhuǎn) 移至該第二基底；以及通過升溫去除位于該第二基底與該碳納米管陣列之間的固態(tài)介質(zhì)， 去除固態(tài)介質(zhì)后該碳納米管陣列的形態(tài)仍能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)從該碳納米管陣列中 連續(xù)地拉出，該碳納米管結(jié)構(gòu)包括首尾相連的碳納米管。
[0010] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法中， 在生長階段與拉膜階段，碳納米管陣列設(shè)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。因此，碳納米管陣列的生產(chǎn)者可以將陣列轉(zhuǎn)移至代替基底上，將代替基底連同 陣列提供給客戶，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 的碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法對于碳納米管膜和線在產(chǎn)業(yè)上的 應(yīng)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】
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例提供的碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法的示意圖。
[0012] 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。
[0013] 圖3為本發(fā)明一實施例提供的碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法的示意圖。
[0014] 圖4為本發(fā)明另一實施例提供的碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法的示意圖。
[0015] 圖5為本發(fā)明實施例提供的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法的示意圖。
[0016]圖6為本發(fā)明實施例從轉(zhuǎn)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。
[0017] 主要元件符號說明

【具體實施方式】
[0018] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移方法及碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方 法作進一步的詳細說明。
[0019] 請參閱圖1，本發(fā)明提供一種碳納米管陣列10的轉(zhuǎn)移方法，包括以下步驟： Sl，提供一代替基底30及一生長基底20,該生長基底20表面具有碳納米管陣列10,該 碳納米管陣列10靠近該生長基底20的表面為第一表面102,遠離該生長基底20的表面為 第二表面104,該碳納米管陣列10的形態(tài)能夠使得一碳納米管結(jié)構(gòu)40從該碳納米管陣列 10中連續(xù)地拉出； 52, 將該代替基底30設(shè)置在該碳納米管陣列10的第二表面104,并使該代替基底30與 該碳納米管陣列10的第二表面104之間具有液態(tài)介質(zhì)60 ; 53, 使位于該代替基底30與該碳納米管陣列10的第二表面104之間的液態(tài)介質(zhì)60固 化變?yōu)楣虘B(tài)介質(zhì)60' ； 54, 通過移動該代替基底30與該生長基底20中的至少一方，使該代替基底30與該生 長基底20相遠離，從而使該碳納米管陣列10與該生長基底20分離，并轉(zhuǎn)移至該代替基底 30 ;以及 55, 通過升溫去除位于該代替基底30與該碳納米管陣列10之間的固態(tài)介質(zhì)60'，去除 固態(tài)介質(zhì)60'后該碳納米管陣列10維持該形態(tài)使該碳納米管結(jié)構(gòu)40仍能夠從該碳納米管 陣列10中連續(xù)地拉出。
[0020] 該碳納米管結(jié)構(gòu)40包括首尾相連的碳納米管，是由多個碳納米管通過范德華力 相互結(jié)合并首尾相連形成的宏觀結(jié)構(gòu)，例如可以為碳納米管膜或碳納米管線。
[0021] 首先對生長于該生長基底20且能夠從中拉取碳納米管膜40的碳納米管陣列10 進行介紹。
[0022] 該碳納米管陣列10為通過化學(xué)氣相沉積的方法生長在該生長基底20的表面。該 碳納米管陣列10中的碳納米管基本彼此平行且垂直于生長基底20表面，相鄰的碳納米管 之間相互接觸并通過范德華力相結(jié)合。該碳納米管陣列10包括一第一表面102及與該第 一表面102相對的第二表面104。碳納米管從生長基底20的表面長出，形成碳納米管陣列 10,碳納米管靠近該生長基底20的一端為底端，遠離生長基底20的一端為頂端。在該生長 基底20上，該第一表面102由該碳納米管陣列10中所有碳納米管的底端共同形成，該第二 表面104由該碳納米管陣列10中所有碳納米管的頂端