本发明专利技术揭示了一种用于控制纳米管织物层中密度、孔隙率和/或间隙尺寸的方法。在一个方面，这可以通过控制纳米管织物中的成排度来实现。在一个方面，该方法包括调整分散在纳米管施涂溶液中的独立纳米管元件的浓度。高浓度的独立纳米管元件会倾向于促进使用该纳米管施涂溶液形成的纳米管织物层中的成排，而较低浓度会倾向于抑制成排。在另一个方面，该方法包括调整分散在纳米管施涂溶液中的离子颗粒的浓度。低浓度的离子颗粒会倾向于促进使用该纳米管施涂溶液形成的纳米管织物层中的成排，而较高浓度会倾向于抑制成排。在其他方面，对两个浓度参数都进行了调整。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及纳米管织物层和膜，更具体地，本专利技术涉及一种控制纳米管织物层和膜中的密度、孔隙率和/或间隙大小的方法。相关申请的交叉参考本申请要求2010年2月12日提交的美国临时专利申请第61/304，045号的优先权，其通过引用全文结合入本文。本申请还涉及以下美国专利，其转让给本申请的受让人，并通过引用全文结合入本文 2002年4月23日提交的“纳米管膜和制品的方法”(美国专利第6，835，591号)；2003年I月13日提交的“使用预成形纳米管来制造碳纳米管膜、层、织物、带、元件和制品的方法”(美国专利第7，335，395号)；2004年2月11日提交的“具有水平放置的纳米织物制品的装置及其制造方法”(美国专利第7, 259，410号)；2004年2月11日提交的“具有垂直放置的纳米织物制品的装置及其制造方法”(美国专利第6，924，538号);2005年9月20日提交的“使用碳纳米管的电阻元件”(美国专利第7，365，632号)；以及2004年6月3日提交的“用于形成高纯度纳米管膜的可旋涂液体”(美国专利第7，375，369 号)。本申请涉及以下专利申请，其转让给本申请的受让人，并通过引用全文结合入本文2003年I月13日提交的“制造碳纳米管膜、层、织物、带、元件和制品的方法”(美国专利申请第10/341,005号)；2004年6月3日提交的“高纯度纳米管织物和膜”(美国专利申请第10/860，332号);2005年12月15日提交的“水性碳纳米管施涂器液体以及用于制备所述施涂器液体的方法”(美国专利申请第11/304，315号)；以及2009年7月31日提交的“各向异性纳米管织物层和膜及其制备方法”(美国专利申请第12/533,687号)。直量本说明书中涉及相关技术的任意讨论不应被理解为承认所述技术广为人知或构成本领域普通知识的一部分。纳米管织物层和膜被用于各种电子结构和电子装置中。例如，Bertin等的美国专利申请第11/835，856号(其通过引用全文结合入本文)揭示了使用纳米管织物层来实现非易失性装置的方法，所述非易失性装置例如，但不限于，闭塞开关、可编程电阻元件以及可编程逻辑装置。Bertin等的美国专利第7，365，632号(其通过引用全文结合入本文)揭示了在基于薄膜纳米管的电阻器的制造中使用所述织物层和膜。Ward等的美国专利申请第12/066，063号(其通过引用全文结合入本文)揭示了使用所述纳米管织物和膜以在电子装置和系统中形成传热元件。利用各种已知技术(在结合的参考文献中有更详细的描述)，在形成纳米管织物层或膜之前或之后，纳米管元件可以呈现传导性、非传导性或者半传导性，使得所述纳米管织物层和膜在电子装置或系统中发挥各种功能。此外，在一些情况中，如Bertin等的美国专利申请第11/280，786号(其通过引用全文结合入本文)所揭示，可以在两个或多个非易失性状态之间调节纳米管织物层或膜的导电性，使得所述纳米管织物层和膜在电子系统中用作存储元件或者逻辑元件。Ward等的美国专利第7，334，395号(其通过引用全文结合入本文)揭示了使用预成形纳米管在基材元件上形成纳米管织物层和膜的各种方法。所述方法包括，但不限于，旋涂法(将纳米管溶液沉积在基材上，然后使得所述基材旋转，以在所述基材的整个表面均匀地分布所述溶液)、喷涂法(将多个纳米管悬浮在气溶胶溶液中，然后将所述气溶胶溶液分 散在基材上)以及浸涂法(将多个纳米管悬浮在溶液中，将基材元件浸入所述溶液中，然后取出)。此外，Sen等的美国专利第7，375，369号(其通过引用全文结合入本文)以及Ghenciu等的美国专利申请第11/304，315号(其通过引用全文结合入本文)揭示了非常适合通过旋涂法在基材元件上形成纳米管织物层的纳米管溶液。
技术实现思路
本专利技术涉及一种。具体地，本专利技术提供了包含多个独立纳米管元件的纳米管织物层，其中所述纳米管织物层中的独立纳米管元件之间的开口区域限定了所述纳米管织物层中的间隙，而所述间隙的物理尺寸被限制为小于阈值。在一些实施方式中，纳米管开关装置包含所述纳米管织物层。本专利技术还提供了包含多个独立纳米管元件的纳米管织物层，其中所述纳米管织物层中的所述独立纳米管元件之间的开口区域限定了所述纳米管织物层的孔隙率，并对所述孔隙率进行选择，为纳米管织物层中的独立纳米管元件提供均匀密度。在一些实施方式中，所述纳米管织物层具有高孔隙率。在一些实施方式中，所述纳米管织物层具有低孔隙率。在一些实施方式中，纳米管开关装置包含所述纳米管织物层。本专利技术还提供了一种制备纳米管施涂溶液的方法。该方法首先包括形成纳米管施涂原液，所述纳米管施涂原液包含第一浓度水平的第一多个纳米管元件以及第二浓度水平的第二多个离子颗粒，所述第一多个纳米管元件和第二多个离子颗粒分散在液体介质中。该方法还包括对所述第一多个纳米管元件的第一浓度水平和第二多个离子颗粒的第二浓度水平中的至少一个进行调整，从而控制使用所述纳米管施涂溶液形成的纳米管织物层中产生的成排(rafting)度。根据本专利技术的一个方面，所述第一多个纳米管元件是碳纳米管。根据本专利技术的另一个方面，所述第一多个纳米管元件是单壁碳纳米管。根据本专利技术的另一个方面，所述第一多个纳米管元件是多壁碳纳米管。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含硝酸铵盐。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含甲酸铵。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含乙酸铵。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含碳酸铵。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含碳酸氢铵、离子有机物质和离子聚合物。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含离子有机物质。根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含离子聚合物。 根据本专利技术的另一个方面，所述第二多个离子颗粒包含无机盐。根据本专利技术的另一个方面，所述液体介质是水性溶液。根据本专利技术的另一个方面，所述液体介质是硝酸溶液。根据本专利技术的另一个方面，所述液体介质是硫酸溶液。根据本专利技术的另一个方面，增加所述纳米管施涂溶液中纳米管元件的浓度水平，从而促进通过所述溶液制备的纳米管织物层中的成排。根据本专利技术的另一个方面，降低所述纳米管施涂溶液中纳米管元件的浓度水平，从而抑制通过所述溶液制备的纳米管织物层中的成排。根据本专利技术的另一个方面，降低所述纳米管施涂溶液中离子颗粒的浓度水平，从而促进通过所述溶液制备的纳米管织物层中的成排。根据本专利技术的另一个方面，增加所述纳米管施涂溶液中离子颗粒的浓度水平，从而抑制通过所述溶液制备的纳米管织物层中的成排。结合附图提供的本专利技术的以下描述，本专利技术的其他特征和优点是显而易见的。附图简要说明图I是独立纳米管元件基本未成排的纳米管织物层的示意图；图2A-2B是独立纳米管元件基本未成排的纳米管织物层的SHM图(不同放大倍数);图3是根据本专利技术的一个或多个实施方式，独立纳米管元件明显成排的纳米管织物层的示意图；图4A-4B是根据本专利技术的一个或多个实施方式，独立纳米管元件明显成排的纳米管织物层的SEM图(不同放大倍数)；图5是根据本专利技术制备用于形成高度成排的纳米管织物层的方法的流程图；图6是根据本专利技术制备用于形成基本未成排的纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·森，T·科凯博，谷丰，
申请(专利权)人：南泰若股份有限公司，
类型：
国别省市：
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