碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法技术

本发明专利技术提供一种碳纳米管阵列的转移方法，首先提供一代替基底及一生长基底；将该代替基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液；使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的该聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该代替基底与该生长基底中的至少一方，使该代替基底与该生长基底相远离从而使该碳纳米管阵列与该生长基底分离并转移至该代替基底；以及通过升温去除位于该代替基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间。本发明专利技术还提供一种碳纳米管结构的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法
本专利技术涉及一种碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法，尤其涉及一种碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管膜或碳纳米管线的制备方法。
技术介绍
碳纳米管(CarbonNanotube,CNT)是一种由石墨烯片卷成的中空管状物，其具有优异的力学、热学及电学性质，因此具有广阔的应用领域。由于单根碳纳米管的尺寸为纳米级，难于加以利用，人们尝试将多个碳纳米管作为原材料，制成具有较大尺寸的宏观碳纳米管结构。例如由多个碳纳米管形成的宏观膜状结构，即碳纳米管膜（CarbonNanotubeFilm），以及由多个碳纳米管形成的宏观线状结构，即碳纳米管线（CarbonNanotubeWire）。公告号为CN101458975B的中国专利技术专利中揭露了一种从碳纳米管阵列中直接拉取获得的碳纳米管膜，这种碳纳米管膜具有较好的透明度，且具有宏观尺度并能够自支撑，其包括多个在范德华力作用下首尾相连的碳纳米管。由于这种直接从阵列中拉取获得的碳纳米管膜中碳纳米管基本沿同一方向延伸，因此能够较好的发挥碳纳米管轴向具有的导电及导热等各种优异性质，具有极为广泛的应用前景，例如可以应用于触摸屏、液晶显示器、扬声器、加热装置、薄膜晶体管、发光二极管及导电线缆等多种领域。这种特殊的碳纳米管膜的形成原理是超顺排生长的碳纳米管阵列中碳纳米管之间通过范德华力紧密结合，使在拉取部分碳纳米管时，与之相邻的碳纳米管由于范德华力的作用可以首尾相连的被拉出，从而逐渐形成一个由首尾相连的碳纳米管构成的碳纳米管膜。然而，由于碳纳米管之间仅靠范德华力相互吸引而成膜，一旦阵列的形态被破坏或改变，就有可能导致无法连续地拉出均匀的碳纳米管膜，因此传统的做法是在生长基底（一般是单晶硅片）表面生长阵列之后，直接对生长基底上的碳纳米管阵列进行碳纳米管膜的拉取作业。因此，碳纳米管阵列的生产者实际是将阵列连同生长基底一并提供给客户。然而，这不但使生长基底的回收周期变长，不利于快速投入到新阵列的生长，也容易使昂贵的单晶硅片在运输途中遭到破坏而报废。另外，也可通过相同原理从碳纳米管阵列中拉取获得碳纳米管线，而碳纳米管线在生产制备上同样存在上述问题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法。一种碳纳米管阵列的转移方法，包括以下步骤：提供一代替基底及一生长基底，该生长基底表面具有碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列靠近该生长基底的表面为第一表面，远离该生长基底的表面为第二表面，该碳纳米管阵列的形态能够使得一碳纳米管结构从该碳纳米管阵列中连续地拉出；将该代替基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇在该聚乙烯醇溶液中的质量百分含量小于或等于2%；使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的该聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该代替基底与该生长基底中的至少一方，使该代替基底与该生长基底相远离，从而使该碳纳米管阵列与该生长基底分离，并转移至该代替基底；以及通过升温去除位于该代替基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间，去除冰后该碳纳米管阵列维持该形态使该碳纳米管结构仍能够从该碳纳米管阵列中连续地拉出，该碳纳米管结构包括首尾相连的碳纳米管。一种碳纳米管阵列的转移方法，包括以下步骤：提供一第一基底及一第二基底，该第一基底表面具有碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列靠近该第一基底的表面为第一表面，远离该第一基底的表面为第二表面，该碳纳米管阵列的形态能够使得一碳纳米管结构从该碳纳米管阵列中连续地拉出；将该第二基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该第二基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇在该聚乙烯醇溶液中的质量百分含量小于或等于2%；使位于该第二基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该第二基底与该第一基底中的至少一方，使该第二基底与该第一基底相远离，从而使该碳纳米管阵列与该第一基底分离，并转移至该第二基底；以及通过升温去除位于该第二基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间，去除冰后该碳纳米管阵列维持该形态使该碳纳米管结构仍能够从该碳纳米管阵列中连续地拉出，该碳纳米管结构包括首尾相连的碳纳米管。一种碳纳米管结构的制备方法，包括以下步骤：提供一代替基底及一生长基底，该生长基底表面具有碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列靠近该生长基底的表面为第一表面，远离该生长基底的表面为第二表面，该碳纳米管阵列的形态能够使得一碳纳米管结构从该碳纳米管阵列中连续地拉出；将该代替基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇在该聚乙烯醇溶液中的质量百分含量小于或等于2%；使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该代替基底与该生长基底中的至少一方，使该代替基底与该生长基底相远离，从而使该碳纳米管阵列与该生长基底分离，并转移至该代替基底；通过升温去除位于该代替基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间，去除冰后该碳纳米管阵列维持该形态使该碳纳米管结构仍能够从该碳纳米管阵列中连续地拉出；以及从该代替基底上的碳纳米管阵列拉取该碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括首尾相连的碳纳米管。相较于现有技术，所述碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法中，在生长阶段与拉膜阶段，碳纳米管阵列设置于不同基底，作为拉膜阶段的基底可以选择廉价材料制造。因此，碳纳米管阵列的生产者可以将阵列转移至代替基底上，将代替基底连同阵列提供给客户，而较为昂贵的生长基底可迅速回收，从而优化了生产流程。因此，本专利技术的碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法对于碳纳米管膜和线在产业上的应用具有极为重要的意义，能够带来实际的成本降低及生产方式的变革。附图说明图1为本专利技术实施例提供的碳纳米管阵列的转移方法的示意图。图2为本专利技术实施例从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3为本专利技术一实施例提供的碳纳米管阵列的转移方法的示意图。图4为本专利技术另一实施例提供的碳纳米管阵列的转移方法的示意图。图5为本专利技术实施例提供的碳纳米管结构的制备方法的示意图。图6为本专利技术实施例从转移至代替基底表面的碳纳米管阵列中拉取碳纳米管膜的照片。主要元件符号说明碳纳米管阵列10第一表面102第二表面104生长基底20代替基底30碳纳米管结构40拉取工具50液态介质60固态介质60’低温箱70如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术提供一种碳纳米管阵列10的转移方法，包括以下步骤：S1，提供一代替基底30及一生长基底20，该生长基底20表面具有碳纳米管阵列10，该碳纳米管阵列10靠近该生长基底20的表面为第一表面102，远离该生长基底20的表面为第二表面104，该碳纳米管阵列10的形态能够使得一碳纳米管结构40从该碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管阵列的转移方法，包括以下步骤：提供一代替基底及一生长基底，该生长基底表面具有碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列靠近该生长基底的表面为第一表面，远离该生长基底的表面为第二表面，该碳纳米管阵列的形态能够使得一碳纳米管结构从该碳纳米管阵列中连续地拉出；将该代替基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇在该聚乙烯醇溶液中的质量百分含量小于或等于2%；使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的该聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该代替基底与该生长基底中的至少一方，使该代替基底与该生长基底相远离，从而使该碳纳米管阵列与该生长基底分离，并转移至该代替基底；以及通过升温去除位于该代替基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间，去除冰后该碳纳米管阵列维持该形态使该碳纳米管结构仍能够从该碳纳米管阵列中连续地拉出，该碳纳米管结构包括首尾相连的碳纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管阵列的转移方法，包括以下步骤：提供一代替基底及一生长基底，该生长基底表面具有碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列靠近该生长基底的表面为第一表面，远离该生长基底的表面为第二表面，该碳纳米管阵列的形态能够使得一碳纳米管结构从该碳纳米管阵列中连续地拉出；将该代替基底设置在该碳纳米管阵列的第二表面，并使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇在该聚乙烯醇溶液中的质量百分含量小于或等于2％；使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的该聚乙烯醇溶液中的溶剂固化变为冰；通过移动该代替基底与该生长基底中的至少一方，使该代替基底与该生长基底相远离，从而使该碳纳米管阵列与该生长基底分离，并转移至该代替基底；以及通过升温去除位于该代替基底与该碳纳米管阵列之间的冰并使该聚乙烯醇留于该代替基底与该碳纳米管阵列之间，去除冰后该碳纳米管阵列维持该形态使该碳纳米管结构仍能够从该碳纳米管阵列中连续地拉出，该碳纳米管结构包括首尾相连的碳纳米管。2.如权利要求1所述的碳纳米管阵列的转移方法，其特征在于，该碳纳米管结构为碳纳米管膜或碳纳米管线。3.如权利要求1所述的碳纳米管阵列的转移方法，其特征在于，该代替基底的表面与该碳纳米管阵列的第二表面之间通过冰紧密结合，使该代替基底与该生长基底相远离时该碳纳米管阵列与该生长基底分离。4.如权利要求1所述的碳纳米管阵列的转移方法，其特征在于，该使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有该聚乙烯醇溶液的步骤包括：在该碳纳米管阵列的第二表面形成一层聚乙烯醇溶液；以及将该代替基底的表面接触该具有聚乙烯醇溶液的第二表面。5.如权利要求4所述的碳纳米管阵列的转移方法，其特征在于，使位于该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间的聚乙烯醇溶液中的溶剂变为冰的步骤包括以具有0℃以下温度的代替基底接触该具有聚乙烯醇溶液的第二表面。6.如权利要求1所述的碳纳米管阵列的转移方法，其特征在于，该使该代替基底与该碳纳米管阵列的第二表面之间具有该聚乙烯醇溶液的步骤包括：在该代替基底的表面形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洋，魏浩明，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11