專利名稱：碳納米管膜及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種碳納米管膜及其制備方法。
背景技術：
碳納米管具有優異的導電、導熱、場發射以及電磁屏蔽等性能，因此碳納米管的宏觀結構一碳納米管膜成為人們關注的熱點。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，不利于充分發揮碳納米管的性能，如導電性與導熱性，其應用仍然受到限制。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用到一些需要特殊結構的領域。
發明內容
有鑒于此，確有必要提供一種具有特殊結構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置的第二端，該碳納米管膜包括多個碳納米管線及搭接于相鄰的碳納米管線之間的至少一個碳納米管，其中， 該多個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制碳納米管膜，該預制碳納米管膜包括多個碳納米管線，每個碳納米管線包括多個通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預制碳納米管膜的基本平行于所述多個碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結構；將所述碳納米管線狀結構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構與該角度控制單元相對移動，使所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預定的開口夾角；以及剪裁所述具有預定開口夾角的預制碳納米管膜，得到預定形狀的所述碳納米管膜。與現有技術相比較，本發明提供一種具有特殊結構的碳納米管膜及其制備方法。 該碳納米管膜中的多個碳納米管線從所述第一端向所述第二端輻射延伸。本發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為本發明提供的碳納米管膜中的碳納米管線的結構示意圖。圖2是本發明實施例提供的碳納米管膜的結構示意圖。圖3為本發明實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置的第二端，該碳納米管膜包括多個碳納米管線及搭接于相鄰的碳納米管線之間的至少一個碳納米管，其特征在于，該多個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.如權利要求1或2所述的碳納米管膜，其特征在于，所述每個碳納米管線包括多個基本沿同一方向擇優取向延伸的碳納米管。
4.如權利要求3所述的碳納米管膜，其特征在于，所述每個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碳納米管，該多個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碳納米管且該多個碳納米管間隔設置，且搭接于該相鄰的碳納米管線之間。
7.如權利要求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構。
10.一種碳納米管膜的制備方法，其包括提供一預制碳納米管膜，該預制碳納米管膜包括多個碳納米管線，每個碳納米管線包括多個通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預制碳納米管膜的基本平行于所述多個碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結構；將所述碳納米管線狀結構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構與該角度控制單元相對移動，使所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預定的開口夾角；以及剪裁所述具有預定開口夾角的預制碳納米管膜，得到預定形狀的碳納米管膜。
11.如權利要求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制碳納米管膜。
12.如權利要求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構的方法為沿著順時針或逆時針的方向扭轉所述預制碳納米管膜遠離所述碳納米管陣列的一端。
13.如權利要求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構的相對移動方向與所述預制碳納米管膜的拉伸方向一致。
14.如權利要求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構相對于所述角度控制單元移動的方法為固定所述碳納米管線狀結構，手動或自動向靠近所述碳納米管陣列的方向移動所述角度控制單元。
15.如權利要求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構相對于所述角度控制單元移動的方法為固定所述角度控制單元，手動或自動向遠離所述碳納米管陣列的方向移動所述碳納米管線狀結構，同時所述預制碳納米管膜不斷從所述碳納米管陣列中拉出。
16.如權利要求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構相對于所述角度控制單元移動的方法為手動或自動向靠近所述碳納米管陣列的方向移動所述角度控制單元，并通過手動或自動的方式向遠離所述碳納米管陣列的方向移動所述碳納米管線狀結構。
17.如權利要求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構固定于一支撐柱，該支撐柱向遠離所述碳納米管陣列的方向移動或圍繞其自身旋轉使得該碳納米管線狀結構不斷向遠離所述碳納米管陣列的方向移動。
18.如權利要求10所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處形成所述預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構穿過所述角度控制元件；以及手動或自動控制所述角度控制單元與該碳納米管線狀結構相對移動，直至該碳納米管線狀結構達到預定位置，使得所述預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，從而使得該預制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮形成所述預定開口夾角，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定開口夾角的預制碳納米管膜的步驟包括將所述預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；以及按照預定圖形在該碳納米管膜的第一端相對設置的方向上裁斷該預制碳納米管膜，以形成所述碳納米管膜的一第二端。
21.如權利要求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制碳納米管膜，該預制碳納米管膜包括多個碳納米管線，每個碳納米管線包括多個通過范德華力首尾相連的碳納米管；在所述預制碳納米管膜的基本平行于所述多個碳納米管線的徑向的一端形成一碳納米管線狀結構；將所述碳納米管線狀結構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構與該角度控制單元相對移動，使所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處收縮，從而使得所述預制碳納米管膜在該角度控制元件處形成一預定的開口夾角；以及剪裁所述具有預定開口夾角的預制碳納米管膜，得到預定形狀的所述碳納米管膜。本發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 優先權日2011年11月8日
發明者馮辰, 劉亮, 潛力, 王昱權 申請人:北京富納特創新科技有限公司