專利名稱：碳納米管膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、場發(fā)射以及電磁屏蔽等性能，因此碳納米管的宏觀結(jié)構(gòu)一碳納米管膜成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。最早的碳納米管膜的制備方法一般包括直接生長法、噴涂法或朗繆爾 布洛節(jié)塔(Langmuir Blodgett,⑶)法。由上述方法制備的碳納米管膜中的碳納米管的排列方向無法控制，使得碳納米管在該碳納米管膜中雜亂無序排列，不利于充分發(fā)揮碳納米管的性能，如導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性，其應(yīng)用仍然受到限制。為了解決上述問題，人們通過采用拉伸的方法制備出一種碳納米管膜，該碳納米管的制備方法主要包括提供一超順排碳納米管陣列；采用一拉伸工具從該超順排碳納米管陣列中沿一固定方向拉取出該碳納米管膜。該碳納米管膜中的碳納米管基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。雖然采用上述拉伸的方法制備的碳納米管膜中的碳納米管有序排列，且該碳納米管膜中的碳納米管的排列方向與該碳納米管膜的拉伸方向一致，在與該拉伸方向垂直的方向上的碳納米管基本相互平行，但該碳納米管膜無法應(yīng)用到一些需要特殊結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碳納米管膜及其制備方法。一種碳納米管膜，其具有一第一端以及一與該第一端相對設(shè)置的第二端，該碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管線及搭接于相鄰的碳納米管線之間的至少一個(gè)碳納米管，其中， 該多個(gè)碳納米管線從所述第一端向所述第二端輻射延伸，且該碳納米管膜具有一開口夾角。—種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供一預(yù)制碳納米管膜，該預(yù)制碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管線，每個(gè)碳納米管線包括多個(gè)通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預(yù)制碳納米管膜的基本平行于所述多個(gè)碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)；將所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)穿過一角度控制單元的角度控制元件，且控制該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與該角度控制單元相對移動(dòng)，使所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預(yù)定的開口夾角；以及剪裁所述具有預(yù)定開口夾角的預(yù)制碳納米管膜，得到預(yù)定形狀的所述碳納米管膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碳納米管膜及其制備方法。 該碳納米管膜中的多個(gè)碳納米管線從所述第一端向所述第二端輻射延伸。本發(fā)明提供的碳納米管膜的制備能夠比較簡單地制備出上述碳納米管膜，且可以控制該碳納米管膜的開口夾角。


圖1為本發(fā)明提供的碳納米管膜中的碳納米管線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的碳納米管膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的碳納米管膜的制備流程圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種碳納米管膜，其具有一第一端以及一與該第一端相對設(shè)置的第二端，該碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管線及搭接于相鄰的碳納米管線之間的至少一個(gè)碳納米管，其特征在于，該多個(gè)碳納米管線從所述第一端向所述第二端輻射延伸，且該碳納米管膜具有一開口夾角。
2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述相鄰的碳納米管線之間的間距從所述第一端向所述第二端的方向上逐漸增大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的碳納米管膜，其特征在于，所述每個(gè)碳納米管線包括多個(gè)基本沿同一方向擇優(yōu)取向延伸的碳納米管。
4.如權(quán)利要求3所述的碳納米管膜，其特征在于，所述每個(gè)碳納米管線位于同一延伸方向上的相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
5.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述相鄰的碳納米管線之間搭接多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相鄰搭接于該相鄰的碳納米管線之間。
6.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述相鄰的碳納米管線之間搭接多個(gè)碳納米管且該多個(gè)碳納米管間隔設(shè)置，且搭接于該相鄰的碳納米管線之間。
7.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述碳納米管膜中的開口夾角大于 30度，且小于等于120度。
8.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述碳納米管膜中的相鄰的碳納米管線之間的夾角相等。
9.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜，其特征在于，所述碳納米管膜為一自支撐結(jié)構(gòu)。
10.一種碳納米管膜的制備方法，其包括提供一預(yù)制碳納米管膜，該預(yù)制碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管線，每個(gè)碳納米管線包括多個(gè)通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預(yù)制碳納米管膜的基本平行于所述多個(gè)碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)；將所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)穿過一角度控制單元的角度控制元件，且控制該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與該角度控制單元相對移動(dòng)，使所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預(yù)定的開口夾角；以及剪裁所述具有預(yù)定開口夾角的預(yù)制碳納米管膜，得到預(yù)定形狀的碳納米管膜。
11.如權(quán)利要求10所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述預(yù)制碳納米管膜的制備方法包括提供一碳納米管陣列；以及沿一方向從所述碳納米管陣列中拉取所述預(yù)制碳納米管膜。
12.如權(quán)利要求11所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述形成所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的方法為沿著順時(shí)針或逆時(shí)針的方向扭轉(zhuǎn)所述預(yù)制碳納米管膜遠(yuǎn)離所述碳納米管陣列的一端。
13.如權(quán)利要求11所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的相對移動(dòng)方向與所述預(yù)制碳納米管膜的拉伸方向一致。
14.如權(quán)利要求13所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相對于所述角度控制單元移動(dòng)的方法為固定所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)，手動(dòng)或自動(dòng)向靠近所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)所述角度控制單元。
15.如權(quán)利要求13所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相對于所述角度控制單元移動(dòng)的方法為固定所述角度控制單元，手動(dòng)或自動(dòng)向遠(yuǎn)離所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)所述預(yù)制碳納米管膜不斷從所述碳納米管陣列中拉出。
16.如權(quán)利要求13所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相對于所述角度控制單元移動(dòng)的方法為手動(dòng)或自動(dòng)向靠近所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)所述角度控制單元，并通過手動(dòng)或自動(dòng)的方式向遠(yuǎn)離所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求13所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)固定于一支撐柱，該支撐柱向遠(yuǎn)離所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)或圍繞其自身旋轉(zhuǎn)使得該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)不斷向遠(yuǎn)離所述碳納米管陣列的方向移動(dòng)。
18.如權(quán)利要求10所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處形成所述預(yù)定的開口夾角的方法包括以下步驟將所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)穿過所述角度控制元件；以及手動(dòng)或自動(dòng)控制所述角度控制單元與該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相對移動(dòng)，直至該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位置，使得所述預(yù)制碳納米管膜中的相鄰的碳納米管線之間的間距在靠近該角度控制元件的過程中逐漸減小，從而使得該預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮形成所述預(yù)定開口夾角，且在該角度控制元件處形成所述碳納米管膜的一第一端。
19.如權(quán)利要求10所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述角度控制元件為一通孔或溝槽。
20.如權(quán)利要求10所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述剪裁所述具有預(yù)定開口夾角的預(yù)制碳納米管膜的步驟包括將所述預(yù)制碳納米管膜置于一承載體；采用激光在所述角度形成元件處裁斷所述預(yù)制碳納米管膜形成所述碳納米管膜的一第一端；以及按照預(yù)定圖形在該碳納米管膜的第一端相對設(shè)置的方向上裁斷該預(yù)制碳納米管膜，以形成所述碳納米管膜的一第二端。
21.如權(quán)利要求20所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述承載體可以為所述角度控制單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碳納米管膜的制備方法，包括以下步驟提供一預(yù)制碳納米管膜，該預(yù)制碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管線，每個(gè)碳納米管線包括多個(gè)通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預(yù)制碳納米管膜的基本平行于所述多個(gè)碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)；將所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)穿過一角度控制單元的角度控制元件，且控制該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與該角度控制單元相對移動(dòng)，使所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預(yù)制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預(yù)定的開口夾角；以及剪裁所述具有預(yù)定開口夾角的預(yù)制碳納米管膜，得到預(yù)定形狀的所述碳納米管膜。本發(fā)明還提供一種由上述方法制備的碳納米管膜。
文檔編號B82Y40/00GK102502587SQ20111034984
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者馮辰, 劉亮, 潛力, 王昱權(quán) 申請人:北京富納特創(chuàng)新科技有限公司