增强的碳纳米管线制造技术

本发明专利技术涉及增强的碳纳米管线，提供制造增强的碳纳米管（ＣＮＴ）线的技术。在一个实施方案中，可通过以下步骤制造增强的ＣＮＴ线：将金属尖端浸入ＣＮＴ胶体溶液，从ＣＮＴ胶体溶液移出金属尖端，然后用聚合物涂敷ＣＮＴ线。

【技术实现步骤摘要】
增强的碳纳米管线
所述技术一般涉及碳纳米管(CNT)结构，并且更具体地涉及用聚合 物涂敷的CNT线。
技术介绍
近来，碳纳米管(CNT)技术由于其重要性能和应用前景而引起了巨 大的关注。CNT的一些令人感兴趣的特征是它们的电子、机械、光学和化 学特性，这使得它们在很多应用中具有潜在用途。由于它们有用的特性， 所以CNT目前用于制造CNT制品如CNT线、纤维和束(strand )。然而，目前，CNT线在机械性上较弱，因此例如在施加外部机喊力时 易碎和容易破裂。这是由于形成CNT线的CNT通it^目对弱的范德华力彼 此粘附。因而，需要增加CNT线的机械强度以克服这种不足。此外，温 度提高可导致CNT线的电阻增加。因此，需要开发限制这种电阻增加的 增强CNT线。
技术实现思路
提供制造增强的CNT线的技术。在一个实施方案中，通过非限制性的 实施例，提供一种制造增强的CNT线的方法，包括提M属尖端和CNT 胶体溶液，将金属尖端浸入CNT胶体溶液，从CNT胶体溶液取出金属尖 端以形成CNT线，和用聚合物涂敷CNT线的至少一部分。在另一个实施方案中， 一种处理器可读存储介质存储的指令(storing instruction),当通过处理器执行该存储指令时，所述指令引起处理器控制 设备以实施包括以下步骤的方法将金属尖端至少一部分浸入CNT胶体 溶液，从CNT胶体溶液取出金属尖端以形成CNT线，和用聚合物涂敷 CNT线的至少一部分。提供该
技术实现思路
来以筒化形式引入在以下具体实施方式中进一步描述 概念的选择。该
技术实现思路
不意图确认要求保护的主题的关键特征或者基本特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。 附图说明图1是CNT线制造系统的一个说明性实施方案的示意图。图2显示蚀刻的金属尖端的一个说明性的实施方案。图3是制造增强的CNT线的方法的一个说明性实施方案的流程图。图4是金属尖端和CNT胶体溶液之间的界面的一个说明性实施方案的 示意图。图5显示CNT线的图像的一个说明性实施方案。图6显示由单壁碳纳米管构成的CNT线的一个说明性实施方案的示意 截面图。图7显示CNT线的显微图像的一个说明性的实施方案。图8显示用聚合物涂敷的增强的CNT线的一个说明性实施方案的示意 截面图。具体实施方式在以下详细说明中，参考所述附图，所述附图构成详细说明的一部分。 在附图中，除非上下文另有说明，否则相同的附图标记通常表示相同的元 件。在详细说明、附图和权利要求中的说明性的实施方案不是意图限制。 可以釆用其它的实施方案，并且可以做出其它的改变，而没有脱离本文提 出的主题的精神或范围。可容易地理解，当前公开的各方面如通常在本发 明中描述和在附图中说明的各方面可以以各种不同的结构来布置、替换、 组合和设计，所有这些显然是可预期的并且构成本公开的一部分。4^^开尤其针对涉及CNT的方法、设备、处理器可读存储介质存储的 指令以及系统。图1是CNT线制造系统100的一个说明性实施方案的示意图。如图所 示，系统100包括左导向器102和右导向器104，每个均安^fc&底106 上。载物台108可附着于左导向器102并且配置为通过电机(未显示)的操作使其沿左导向器102基本上垂直地移动。容器110可置于栽物台108 上，在其中包含CNT胶体溶液U2。容器110可由疏水材料诸如氟化乙烯 丙烯(以商标Teflon销售)、其它的PTFE (聚四氟乙烯)物质等制成。右 导向器104上可安装吊架114,使得吊架114可通过操作装置116的操作 沿右导向器104基本上垂直地移动。吊架114可通过夹持器118悬挂金属 尖端120，使得金属尖端120可根据吊架114的移动而基本上垂直地向上 或向下移动。载物台108和吊架114可配置为以相互协同的关系移动，由 此将金属尖端120布置为至少部分浸入CNT胶体溶液112。系统100的上 述操作可以是自动化的而没有任何操作者的介入。举例来说，在一个实施 方案中，可通过在系统100中配置为执行合适指令的处理器来控制所述操 作，并且可使用电机来驱动载物台108、吊架114或二者。在一个实施方案中，CNT胶体溶液112可包含在溶剂中*的CNT 胶体。作为非限制性实例，CNT胶体溶液112中的CNT胶体的浓度可以 是从约0.05 mg/ml至约0.2 mg/ml。可通过首先纯化CNT然后在溶剂中分 散所述纯化的CNT制备CNT胶体溶液112。可通it^酸溶液中的湿氧化 或通过干氧化来实施所述纯化。溶剂可以是D丄(去离子)水、有机溶剂 如二甲基甲酰胺(DMF)、 二甲基亚砜(DMSO)、四氲呋喃(THF)等。 CNT可包括单壁纳米管(SWNT)或多壁纳米管(MWNT)。由于通过常 规工艺制造的纳米管可包含杂质，所以可在形成为胶体溶液之前对纳米管 进行纯化。或者，可直接购买并且使用纯化的CNT来代替这样未纯化的 纳米管以消除这种纯化的需求。适合的纯化方法可包括在硝酸(例如， 约2.51\1)中回流纳米管并且在pH 10的水中用表面活性剂(例如，十二 烷M酸钠)来使纳米管再悬浮，然后用错流过滤系统来过滤纳米管。所 得纯化的纳米管悬浮液然后可通过过滤器(例如，聚四氟乙烯过滤器)。纯化的CNT可以是可在溶剂中^t的粉末形式。可使用影响CNT颗 粒浓度的各种^:技术中的任意一种，包括而不限于搅拌、混合等。在某 些实施方案中，可采用超声处理来促进纯化的CNT在整个溶剂中的介軟， 和/或可施加电场来使得纯化的CNT M在整个溶剂中。CNT胶体溶液112 中的CNT的浓度可以是约0.05mg/ml。然而，可根据CNT线的期望规格 如直径、长度等来改变浓度，使得较高浓度的CNT胶体溶液112可产生 具有较厚直径的CNT线。图2显示金属尖端120的一个说明性的实施方案，如图所示，其在一个末端可具有尖锐的顶点202。尖锐的顶点202的锐度涉及金属尖端120 的尖锐顶点202的曲率半径，曲率半径越小，尖端越尖锐。根据金属尖端 120的设计要求，金属尖端120可具有各种形状的尖锐的顶点202。金属尖 端120的尖锐的顶点202可具有约250 nm的半径并且形成通常尖锐的圆 锥形状。尖锐的顶点202的半径可从数十纳米变化至数百纳米。在选择用 于金属尖端120的材料时，可以采用相对于CNT胶体溶液具有良好湿润 性的金属如鵠(W)、鵠合金、铂、铂合金等中的一种或多种。图3是制造增强的CNT线例如增强的CNT线800 (如图8所示)的 方法的一个i兌明性实施方案的流程图。金属尖端120至少一部分浸入CNT 胶体溶液112 (图3，框310)。在某些实施方案中，如图l所示，^Mt装 置116操作吊架114和固定器118以使得金属尖端120至少一部分浸入容 纳在容器IIO中的CNT胶体溶液112。在其它的一些实施方案中，附着于 左导向器102的载物台108可基本上垂直地向上移动使得金属尖端120至 少部分浸入CNT胶体溶液112。再次参考图3,浸入的金属尖端120保持基本静止或停留在CNT胶体 溶液112中(图3，框320 )。当金属尖端120在CNT胶体溶液112中停留 时，CNT胶体溶液112中的CNT胶体开始向金属尖端120的尖锐的顶点 202进行自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造增强的碳纳米管（ＣＮＴ）线的方法，包括：　提供金属尖端和ＣＮＴ胶体溶液；　将所述金属尖端至少部分浸入所述ＣＮＴ胶体溶液；　将所述金属尖端从所述ＣＮＴ胶体溶液移出以形成ＣＮＴ线；和　利用聚合物涂敷所述ＣＮＴ线的 至少一部分。

【技术特征摘要】
US 2008-8-20 12/195,3471.一种制造增强的碳纳米管(CNT)线的方法，包括提供金属尖端和CNT胶体溶液；将所述金属尖端至少部分浸入所述CNT胶体溶液；将所述金属尖端从所述CNT胶体溶液移出以形成CNT线；和利用聚合物涂敷所述CNT线的至少一部分。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物是聚二甲基硅氧烷 (PDMS )。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述PDMS的厚度小于或等于约4. 根据权利要求1所述的方法，其中利用所述聚合物完全地涂敷所述 CNT线。5. 根据权利要求l所述的方法，其中所述金属尖端由钨(W)制成。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述浸入步艰&包括使所述金属尖 端在所述CNT胶体溶液中停留预定时间。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述预定时间是约2分钟至约10分 钟。8. 根据权利要求6所述的方法，其中所述提供步骤包括在容器中容纳所 述CNT胶体溶液，并且其中所述移出包括基本上垂直地降低所述容器。9. 根据权利要求6所述的方法，其中所述移出步骤包括基本上垂直地提 升所述金属尖端。10. 根据权利要求6所述的方法，其中所述移出步骤包括同时降低容纳所 述CNT胶体溶液的容器和提升所述金属尖端。11. 根据权利要求6所述的方法，其中所述移出步骤包括以2 mm/分钟至 约5 mm/分钟的速率移出所述金属尖端。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：金龙协，张议允，
申请(专利权)人：首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR[]