專利名稱：碳納米管結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
從1991年日本科學(xué)家飯島澄男首次發(fā)現(xiàn)碳納米管(Carbon Nanotube,CNT)以來， 以碳納米管為代表的納米材料以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)引起了人們極大的關(guān)注。近幾年來， 隨著碳納米管及納米材料研究的不斷深入，其廣闊應(yīng)用前景不斷顯現(xiàn)出來。例如，由于碳納米管所具有的獨(dú)特的電磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)性能等，使其在場發(fā)射電子源、超薄平面顯示器、陰極電極、生物傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，一般情況下制備得到的碳納米管為微觀結(jié)構(gòu)，其在宏觀上為粉末狀或顆粒狀，不利于碳納米管的宏觀應(yīng)用。因此，將碳納米管組裝成宏觀尺度的結(jié)構(gòu)對于碳納米管的宏觀應(yīng)用具有重要意義。現(xiàn)有技術(shù)中，宏觀的碳納米管結(jié)構(gòu)主要有碳納米管線以及碳納米管膜。碳納米管線為主要由多個(gè)通過范德華力首尾相連的碳納米管沿該碳納米管線的軸向擇優(yōu)取向排列或沿該碳納米管線的軸向螺旋排列構(gòu)成的線狀結(jié)構(gòu)。而碳納米管膜為主要由多個(gè)碳納米管組成的薄片狀結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有技術(shù)并沒有揭示一種具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)以及該碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種具有宏觀尺寸且具有管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)及其制備方法。一種碳納米管結(jié)構(gòu)，其中，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中相鄰的碳納米管通過范德華力緊密相連?！N碳納米管結(jié)構(gòu)，其中，該碳納米管結(jié)構(gòu)是一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，包括一管壁及由管壁圍成的中空的線狀軸心，該碳納米管結(jié)構(gòu)的管壁是由通過范德華力緊密結(jié)合的多個(gè)碳納米管組成的。一種碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，包括提供一線狀支撐體，和至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線；將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面；以及移除所述線狀支撐體，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明的碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成一個(gè)空心管狀結(jié)構(gòu)，該空心管狀結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、熱容小、無粘性、強(qiáng)度高以及耐彎折等特性，能方便地應(yīng)用于宏觀的多個(gè)領(lǐng)域。所述碳納米管結(jié)構(gòu)的制作方法，通過將至少一該碳納米管膜或至少一碳納米管線直接纏繞于一線狀支撐體結(jié)構(gòu)表面，最后移除該線狀支撐體制備而成，方法簡單、易行。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)采用的碳納米管拉膜的SEM照片。圖2為從碳納米管陣列拉取碳納米管膜的示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)采用的碳納米管碾壓膜的SEM照片。圖4為本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)采用的碳納米管絮化膜的SEM照片。圖5為本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)的SEM照片。圖6為本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)制備方法的流程圖。圖7為制備本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)的制備裝置的俯視局部剖面圖。圖8為制備本發(fā)明實(shí)施例碳納米管結(jié)構(gòu)的制備裝置的主視局部剖面圖。主要元件符號說明基底10
碳納米管陣列12
碳納米管拉膜14
供給單元20
支撐座22
線軸24
導(dǎo)向軸28
包覆單元30
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32
第一電機(jī)322
第一帶輪324
齒型帶326
第二帶輪328
空心旋轉(zhuǎn)軸34
軸承342
支撐結(jié)構(gòu)36
花盤38
收集單元40
第二電機(jī)42
碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44
定位單元50
制備裝置100
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種碳納米管結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管結(jié)構(gòu)具有一中空的線狀軸心，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞制備而成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)。 該碳納米管結(jié)構(gòu)中的多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密相連并環(huán)繞該線狀軸心組成所述碳納米管結(jié)構(gòu)。將至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞，該至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線會(huì)沿該線狀軸心形成一管壁，進(jìn)而形成所述碳納米管管狀結(jié)構(gòu)。可以理解，該碳納米管結(jié)構(gòu)的管壁具有一定的厚度，可以通過所環(huán)繞的碳納米管膜或碳納米管線的層數(shù)確定。該碳納米管結(jié)構(gòu)中線狀軸心的截面形狀可以為方形、梯形、圓形或橢圓形等形狀，該線狀軸心的截面大小，可以根據(jù)實(shí)際要求制備。此外，根據(jù)線狀軸心的截面大小及形狀可以制備出不同大小及形狀的碳納米管結(jié)構(gòu)。所述碳納米管膜由若干碳納米管組成，該若干碳納米管無序或有序排列。所謂無序排列是指碳納米管的排列方向無規(guī)則。所謂有序排列是指碳納米管的排列方向有規(guī)則。 具體地，當(dāng)碳納米管膜包括無序排列的碳納米管時(shí)，碳納米管相互纏繞或者各向同性排列； 當(dāng)碳納米管膜包括有序排列的碳納米管時(shí)，碳納米管沿一個(gè)方向或者多個(gè)方向擇優(yōu)取向排列。所謂“擇優(yōu)取向”是指所述碳納米管膜中的大多數(shù)碳納米管在一個(gè)方向或幾個(gè)方向上具有較大的取向幾率；即，該碳納米管膜中的大多數(shù)碳納米管的軸向基本沿同一方向或幾個(gè)方向延伸。該碳納米管膜可為碳納米管拉膜、碳納米管絮化膜或碳納米管碾壓膜等。請參見圖1，所述碳納米管拉膜是由若干碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)。所述若干碳納米管沿同一方向擇優(yōu)取向排列。該碳納米管拉膜中大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本平行于碳納米管拉膜的表面。進(jìn)一步地，所述碳納米管拉膜中多數(shù)碳納米管是通過范德華力首尾相連。具體地，所述碳納米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。當(dāng)然，所述碳納米管拉膜中存在少數(shù)隨機(jī)排列的碳納米管，這些碳納米管不會(huì)對碳納米管拉膜中大多數(shù)碳納米管的整體取向排列構(gòu)成明顯影響。所述碳納米管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該碳納米管膜置于(或固定于)間隔設(shè)置的兩個(gè)線狀支撐體上時(shí)，位于兩個(gè)線狀支撐體之間的碳納米管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述碳納米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管，并非絕對的直線狀， 可以適當(dāng)?shù)膹澢?；或者并非完全按照延伸方向排列，可以適當(dāng)?shù)钠x延伸方向。因此，不能排除碳納米管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管中并列的碳納米管之間可能存在部分接觸。具體地，所述碳納米管拉膜包括多個(gè)連續(xù)且定向排列的碳納米管片段。該多個(gè)碳納米管片段通過范德華力首尾相連。每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行的碳納米管，該多個(gè)相互平行的碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管片段具有任意的長度、厚度、 均勻性及形狀。該碳納米管拉膜中的碳納米管沿同一方向擇優(yōu)取向排列。請參見圖2，所述碳納米管拉膜可通過從碳納米管陣列直接拉取獲得。從碳納米管陣列中拉取獲得所述碳納米管拉膜的具體方法包括(a)利用拉伸工具從所述碳納米管陣列中選定一碳納米管片段，本實(shí)施例優(yōu)選為采用具有一定寬度的膠帶或粘性基條接觸該碳納米管陣列以選定具有一定寬度的一碳納米管片段；(b)通過移動(dòng)該拉伸工具，以一定速度拉取該選定的碳納米管片段，從而首尾相連的拉出多個(gè)碳納米管片段，進(jìn)而形成一連續(xù)的碳納米管拉膜。該多個(gè)碳納米管相互并排使該碳納米管片段具有一定寬度。當(dāng)該被
6選定的碳納米管片段在拉力作用下沿拉取方向逐漸脫離碳納米管陣列的生長基底的同時(shí)， 由于范德華力作用，與該選定的碳納米管片段相鄰的其他碳納米管片段首尾相連地相繼地被拉出，從而形成一連續(xù)、均勻且具有一定寬度和擇優(yōu)取向的碳納米管拉膜。所述碳納米管拉膜及其制備方法請參見2007年2月9申請的，2010年5月沈日公告的，公告號為 CN101239712B的中國發(fā)明專利申請公開說明書?？梢岳斫猓ㄟ^將至少一碳納米管拉膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞形成所述具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管通過范德華力首尾相連并在該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向環(huán)繞該線狀軸心螺旋狀緊密排列，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管基本沿線狀軸心的延伸方向延伸。具體地，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管均首尾相連地沿著線狀軸心的長度方向螺旋狀延伸。該碳納米管結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管基本沿所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心螺旋狀緊密排列。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管的延伸方向與所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向形成一定的交叉角α，0° < α ^ 90°。所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管無序，沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列。請參見圖3，優(yōu)選地，所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管基本沿同一方向延伸且平行于該碳納米管碾壓膜的表面。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互交疊。所述碳納米管碾壓膜中碳納米管之間通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)，可無需基底支撐，自支撐存在。該碳納米管碾壓膜可通過碾壓一碳納米管陣列獲得。該碳納米管陣列形成在一基體表面，所制備的碳納米管碾壓膜中的碳納米管與該碳納米管陣列的基體的表面成一夾角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度(0°彡β彡15° )。 優(yōu)選地，所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管的軸向基本平行于該碳納米管碾壓膜的表面。 依據(jù)碾壓的方式不同，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。該碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。該碳納米管碾壓膜的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度以及碾壓的壓力有關(guān)， 可為1微米 100微米。所述碳納米管碾壓膜及其制備方法請參見2008年12月3日公開的，公開號為CN101314464A的中國發(fā)明專利申請公開說明書?？梢岳斫?，通過將至少一碳納米管碾壓膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞形成所述具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中多個(gè)碳納米管在該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密排列，且相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密排列?？梢岳斫?， 該碳納米管結(jié)構(gòu)中多個(gè)碳納米管的排列方向取決于所述碳納米管碾壓膜中碳納米管的排列方向。優(yōu)選地，當(dāng)所述碳納米管碾壓膜中的大多數(shù)碳納米管基本沿同一方向延伸并且平行于該碳納米管碾壓膜的表面時(shí)，將至少一碳納米管碾壓膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密纏繞形成所述碳納米管結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面緊密排列。該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管基本沿線狀軸心的延伸方向延伸。具體地， 該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管均首尾相連地沿著線狀軸心的長度方向螺旋狀延伸，該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管的延伸方向與所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向形成一定的交叉角α，0° < α <90°。該碳納米管結(jié)構(gòu)中相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。請參見圖4，所述碳納米管絮化膜包括相互纏繞的碳納米管，該碳納米管長度可大于10厘米。所述碳納米管之間通過范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無規(guī)則排列，形成大量的微孔結(jié)構(gòu)?？梢岳斫猓鎏技{米管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇，厚度可為ι微米 100微米。所述碳納米管絮化膜及其制備方法請參見2008年10 月15日公開的，公開號為CN101284662A的中國發(fā)明專利申請公開說明書?？梢岳斫?，通過將至少一碳納米管絮化膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞形成所述具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中多個(gè)碳納米管相互吸引、纏繞形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，并在該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密排列。該碳納米管結(jié)構(gòu)中多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相連。該碳納米管結(jié)構(gòu)中相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。所述碳納米管線可為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括大多數(shù)沿該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線軸向方向排列的碳納米管。非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線可通過將一碳納米管拉膜經(jīng)過有機(jī)溶劑處理得到。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長度不限，直徑為0. 5納米-1毫米。具體地，可將揮發(fā)性有機(jī)溶劑浸潤所述碳納米管拉膜的整個(gè)表面，在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，碳納米管拉膜中的相互平行的多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合，從而使碳納米管拉膜收縮為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該揮發(fā)性有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿。通過揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理的非扭轉(zhuǎn)碳納米管線與未經(jīng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理的碳納米管拉膜相比， 比表面積減小，粘性降低。所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線及其制備方法請參見范守善等人于2002年9月16日申請的，2008年8月20日公告的，公告號為CN100411979C的中國專利。可以理解，通過將至少一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞形成所述具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管通過范德華力首尾相連并在該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向環(huán)繞該線狀軸心螺旋狀緊密排列，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管基本沿線狀軸心的延伸方向延伸。具體地，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管均首尾相連地沿著線狀軸心的長度方向螺旋狀延伸。該碳納米管結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管基本沿所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心螺旋狀緊密排列。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管的延伸方向與所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向形成一定的交叉角α， 0° < α < 90°。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括大多數(shù)繞該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線軸向螺旋排列的碳納米管。該碳納米管線可采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭轉(zhuǎn)獲得。進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的比表面積減小，密度及強(qiáng)度增大。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線及其制備方法請參見范守善等人于2005年12月16日申請的，2009年6月17日公告的，公告號為CN100500556C的中國專利?？梢岳斫?，通過將至少一扭轉(zhuǎn)的碳納米管線沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心緊密環(huán)繞形成所述具有空心管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管通過范德華力首尾相連并在該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向環(huán)繞該線狀軸心螺旋狀緊密排列，相鄰的碳納米管之間相互扭轉(zhuǎn)纏繞并通過范德華力緊密結(jié)合。請參照圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供一種碳納米管結(jié)構(gòu)。該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)。該碳納米管結(jié)構(gòu)具有一中空的線狀軸心。該線狀軸心整體是空的，是虛擬的。該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管通過范德華力首尾相連并在該碳納米管結(jié)構(gòu)線狀軸心的延伸方向環(huán)繞該線狀軸心螺旋狀緊密排列，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管基本沿線狀軸心的延伸方向延伸。具體地，該碳納米管結(jié)構(gòu)中大多數(shù)碳納米管均首尾相連地沿著線狀軸心的長度方向螺旋狀延伸。該碳納米管結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管的延伸方向與所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向形成一定的交叉角α，0° < α <90°。所述碳納米管結(jié)構(gòu)是由碳納米管膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的長軸方向環(huán)繞制備形成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)?？梢岳斫猓撎技{米管結(jié)構(gòu)內(nèi)徑和外徑的大小可以根據(jù)實(shí)際需求制備，本實(shí)施例中，該碳納米管結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑約為25微米，外徑約為50微米。本實(shí)施例中的碳納米管膜為一碳納米管拉膜，該碳納米管拉膜為從一碳納米管陣列中直接拉取獲得。通過從六個(gè)生長于基底的碳納米管陣列中拉取獲得六個(gè)碳納米管拉膜，并直接將該六個(gè)碳納米管拉膜沿所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心螺旋地環(huán)繞形成所述具有管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)。可以理解，由于碳納米管拉膜是從一碳納米管陣列中直接拉取獲得，其本身具有一定的粘性，當(dāng)所述的碳納米管拉膜沿該碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心螺旋狀環(huán)繞在一起時(shí)，相互層疊的碳納米管拉膜會(huì)通過范德華力的吸引而緊密地結(jié)合在一起，從而形成所述碳納米管結(jié)構(gòu)。請參閱圖6，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種所述碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法。該碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法主要包括以下幾個(gè)步驟= (SlOl)提供一線狀支撐體，和至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線；(S102)將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面；(S103)移除所述線狀支撐體，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)。步驟S101，提供一線狀支撐體，和至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線。請參閱圖7及圖8，首先，提供一碳納米管結(jié)構(gòu)的制備裝置100，該制備裝置100包括一供給單元20，一包覆單元30以及一收集單元40。所述供給單元20用于向包覆單元30供給一線狀支撐體。該供給單元20包括一線軸Μ、一支撐座22以及一導(dǎo)向軸觀。所述導(dǎo)向軸觀一端固定于所述支撐座22，另一端懸空設(shè)置。所述線軸對套設(shè)于所述導(dǎo)向軸觀，并可以圍繞該導(dǎo)向軸觀自由旋轉(zhuǎn)。提供一線狀支撐體，將該線狀支撐體纏繞于所述線軸Μ。所述包覆單元30用于提供所述碳納米管膜或碳納米管線，并將該碳納米管膜或碳納米管線纏繞于所述線狀支撐體。該包覆單元30包括一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32，一通過該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32驅(qū)動(dòng)的空心旋轉(zhuǎn)軸34以及一固定于該空心旋轉(zhuǎn)軸34 —端的花盤38。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 32包括一第一電機(jī)322，一設(shè)置于該第一電機(jī)322旋轉(zhuǎn)軸的第一帶輪324，一第二帶輪328 以及一設(shè)置于所述第一帶輪324以及所述第二帶輪328間的齒型帶326。所述空心旋轉(zhuǎn)軸 34通過一軸承342設(shè)置于一支撐結(jié)構(gòu)36，其中，所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的一端套設(shè)于第二帶輪 328，另一端固定有所述花盤38。所述空心旋轉(zhuǎn)軸34為一空心的管狀結(jié)構(gòu)，可以使所述線狀支撐體從其空心的管狀結(jié)構(gòu)穿過并纏繞于所述收集單元40。所述花盤38可以采用三棱臺、 四棱臺、五棱臺等棱臺，可以理解，根據(jù)所采用棱臺的幾何形狀的不同，所述花盤38具有多個(gè)支撐面，該支撐面即為所述棱臺的側(cè)面，該多個(gè)支撐面朝向所述收集單元40。各個(gè)支撐面用于承載超順排碳納米管陣列。在本實(shí)施例中，所述花盤38采用具有六個(gè)支撐面的六棱臺。所述收集單元40用于收集具有線狀支撐體的碳納米管結(jié)構(gòu)。該收集單元40包括一第二電機(jī)42，以及一設(shè)置于該第二電機(jī)42旋轉(zhuǎn)軸的碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44。該碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44在所述第二電機(jī)42的帶動(dòng)下可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述供給單元20設(shè)置于第二帶輪328 —側(cè)，所述收集單元40設(shè)置于所述花盤38一側(cè)?？梢岳斫猓ㄟ^控制所述第一電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)所述第一帶輪324沿不同方向旋轉(zhuǎn)，該第一帶輪324的旋轉(zhuǎn)可以通過所述齒型帶326帶動(dòng)所述第二帶輪328沿不同方向旋轉(zhuǎn)。由于所述空心旋轉(zhuǎn)軸34套設(shè)于所述第二帶輪328，所以，所述空心旋轉(zhuǎn)軸34在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的驅(qū)動(dòng)下可以繞其中心軸沿不同方向旋轉(zhuǎn)。此外，由于所述花盤38固定于所述空心旋轉(zhuǎn)軸34，所以，該花盤38也可以繞所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸沿不同方向旋轉(zhuǎn)。該花盤38的旋轉(zhuǎn)速度由第一電機(jī)322的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來控制。其次，從所述供給單元20中的線軸24拉取獲得一線狀支撐體。所述線狀支撐體主要起支撐碳納米管膜或碳納米管線的作用，其本身具有一定的穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度，但可以通過化學(xué)方法、物理方法或機(jī)械方法移除。該線狀支撐體的材料可以選用金屬、合金及塑料等材料?？梢岳斫?，該線狀支撐體可以選用不同的直徑。本實(shí)施例中選用直徑為25微米的鋁線作為該線狀支撐體。從所述供給單元20中拉取一線狀支撐體后，將所述線狀支撐體穿過所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸并纏繞到碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44?？梢岳斫猓瑢⑺鼍€狀支撐體穿過所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸并纏繞到碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44后，可以通過所述第二電機(jī)42帶動(dòng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44旋轉(zhuǎn)，使所述線狀支撐體沿所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸延伸方向延伸并纏繞于所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44。進(jìn)一步地，可以通過一定位單元50來調(diào)整線狀支撐體與其他單元的位置關(guān)系，使所述線狀支撐體始終位于所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸及其延長線上做直線運(yùn)動(dòng)。具體地， 可以在所述線軸24與所述第二帶輪328之間以及在所述花盤38與所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44之間分別設(shè)置一定位單元50，該定位單元50包括一定位孔，可以使線狀支撐體從所述定位單元50的定位孔穿過，并使所述線狀支撐體始終保持在所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸及其延長線上。該步驟為可選步驟。最后，提供至少一碳納米管陣列，從所述至少一碳納米管陣列中制備出至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線，本實(shí)施例為從碳納米管陣列中拉出一碳納米管拉膜，具體包括以下步驟請參見圖2，提供至少一碳納米管陣列12。所述碳納米管陣列12形成于一基底 10。本實(shí)施例中，提供六個(gè)形成于基底10的碳納米管陣列12。所述碳納米管陣列12由多個(gè)碳納米管組成，該碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。本實(shí)施例中，該多個(gè)碳納米管為多壁碳納米管，且該多個(gè)碳納米管基本上相互平行且垂直于所述基底10，該碳納米管陣列不含雜質(zhì)，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。所述碳納米管陣列12的制備方法不限，可參見中國大陸專利申請公開第02134760. 3號。優(yōu)選地，該碳納米管陣列12為超順排碳納米管陣列。將所述的至少一碳納米管陣列12設(shè)置于所述花盤38的支撐面上。該至少一碳納米管陣列12就可以隨所述花盤38繞空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸旋轉(zhuǎn)。具體地，可以通過一粘合劑或一固定裝置將所述形成有碳納米管陣列12的基底10固定于所述花盤38的一個(gè)支撐面上。本實(shí)施例中，將六個(gè)形成有碳納米管陣列12的基底10通過固定裝置分別固定于所述花盤38的六個(gè)支撐面。將所述的至少一碳納米管陣列12設(shè)置于所述花盤38的支撐面后，進(jìn)一步包括從所述的至少一碳納米管陣列20中拉取多個(gè)碳納米管，獲得一個(gè)碳納米管拉膜14，并將該碳納米管拉膜14的一端固定于所述線狀支撐體表面。本實(shí)施例優(yōu)選為采用具有一定寬度的膠帶、鑷子或夾子接觸碳納米管陣列12以選定一具有一定寬度的多個(gè)碳納米管；以一定速度拉伸該選定的碳納米管，該拉取方向沿基本垂直于碳納米管陣列的生長方向。從而形成首尾相連的多個(gè)碳納米管片段，進(jìn)而形成一連續(xù)的碳納米管拉膜14 ；并將該至少一碳納米管拉膜14的一端固定于所述花盤38與所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44之間的線狀支撐體表面。在上述拉伸過程中，該多個(gè)碳納米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離基底10的同時(shí)，由于范德華力作用，該選定的多個(gè)碳納米管片段分別與其他碳納米管片段首尾相連地連續(xù)地被拉出，從而形成一連續(xù)、均勻且具有一定寬度的碳納米管拉膜14。該碳納米管拉膜14的寬度與碳納米管陣列所生長的基底的尺寸有關(guān)，該碳納米管拉膜14的長度不限， 可根據(jù)實(shí)際需求制得。當(dāng)該碳納米管陣列的面積為4英寸時(shí)，該碳納米管拉膜14的寬度為 0. 5納米 10厘米，該碳納米管拉膜14的厚度為0. 5納米 100微米?？梢岳斫猓?dāng)該碳納米管拉膜14的寬度很窄的情況下，可以形成所述碳納米管線。步驟S102，將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述支撐體表 通過控制所述第一電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述空心旋轉(zhuǎn)軸34、花盤38以及碳納米管陣列12沿所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸以一定的轉(zhuǎn)速并沿同一方向旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)通過控制所述第二電機(jī)42運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44旋轉(zhuǎn)，使所述線狀支撐體沿所述空心旋轉(zhuǎn)軸34的中心軸的延伸方向做直線運(yùn)動(dòng)并纏繞于所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44。所述碳納米管拉膜14就可以從所述碳納米管陣列12中連續(xù)地拉出，并均勻地纏繞于所述線狀支撐體的表面。 具體地，當(dāng)控制所述第一電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述第一帶輪3M及第二帶輪3 旋轉(zhuǎn)，可以進(jìn)一步帶動(dòng)所述空心旋轉(zhuǎn)軸34、花盤38以及碳納米管陣列12沿所述空心旋轉(zhuǎn)軸 34的中心軸以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由于從所述碳納米管陣列12拉出的所述碳納米管拉膜14 的一端被固定于所述支撐體表面，因此，所述支撐體對所述碳納米管拉膜14會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿
11該碳納米管拉膜14延伸方向的拉力，從而使得碳納米管拉膜14連續(xù)地被拉出。另外，由于所述花盤38帶動(dòng)所述碳納米管陣列旋轉(zhuǎn)，使得該碳納米管拉膜14在連續(xù)被拉出的同時(shí)旋轉(zhuǎn)纏繞于所述支撐體表面。當(dāng)以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所述碳納米管陣列12并以一定速率牽引所述支撐體使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使所述碳納米管拉膜14從所述碳納米管陣列12中拉出并均勻地纏繞于所述支撐體表面。進(jìn)一步地，當(dāng)所述碳納米管拉膜14從所述碳納米管陣列12中拉出并均勻地纏繞于所述支撐體表面后，由于所述第二電機(jī)42運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44旋轉(zhuǎn)，可以使所述纏繞有碳納米管拉膜14的支撐體纏繞于所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44，并通過所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44收集。此外，可以通過所述第一電機(jī)322控制所述空心旋轉(zhuǎn)軸34及所述碳納米管陣列12 的轉(zhuǎn)速，并同時(shí)通過所述第二電機(jī)42控制所述線狀支撐體的做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速率來控制纏繞于該線狀支撐體表面的碳納米管結(jié)構(gòu)的厚度。此外，由于碳納米管拉膜14本身具有一定的粘性，當(dāng)碳納米管拉膜14纏繞于所述線狀支撐體表面時(shí)，相互層疊的碳納米管拉膜 14會(huì)通過范德華力的吸引而緊密地結(jié)合在一起。可以理解，將所述纏繞有碳納米管拉膜14的線狀支撐體通過所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44收集后，可以進(jìn)一步包括將所述纏繞有碳納米管拉膜14的線狀支撐體纏繞于所述線軸M表面，重復(fù)上述步驟并通過控制所述第一電機(jī)322的轉(zhuǎn)動(dòng)方向使所述空心旋轉(zhuǎn)軸 34以及花盤38沿另一方向旋轉(zhuǎn)，使另一碳納米管拉膜14沿反方向旋轉(zhuǎn)纏繞于所述線狀支撐體的碳納米管拉膜14的表面?？梢岳斫?，通過將碳納米管拉膜14沿不同方向旋轉(zhuǎn)層疊纏繞于所述線狀支撐體表面，可以獲得交叉的碳納米管拉膜14纏繞于所述線狀支撐體的表面?？梢岳斫?，該步驟為可選步驟。將所述纏繞有碳納米管拉膜14的線狀支撐體通過所述碳納米管結(jié)構(gòu)收集器44收集后，可進(jìn)一步包括使用一有機(jī)溶劑處理該纏繞于所述線狀支撐體的碳納米管拉膜14， 從而使碳納米管拉膜14之間緊密結(jié)合并降低碳納米管拉膜14表面的粘性。該有機(jī)溶劑與該碳納米管具有較好的濕潤性。該有機(jī)溶劑為常溫下易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，可選用乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一種或者幾種的混合。本實(shí)施例中的有機(jī)溶劑采用乙醇。該使用有機(jī)溶劑處理的步驟具體為將有機(jī)溶劑均勻滴灑在碳納米管拉膜14的表面上并浸潤整個(gè)碳納米管拉膜14，或者，也可將上述纏繞有碳納米管拉膜14的線狀支撐體浸入盛有有機(jī)溶劑的容器中浸潤。步驟S103，移除所述線狀支撐體，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)。使用化學(xué)方法、物理方法或機(jī)械方法將所述的線狀支撐體移除。當(dāng)采用活潑的金屬材料及其合金作該線狀支撐體時(shí)，如鐵或鋁及其合金，可以使用一酸性溶液與該活潑的金屬材料反應(yīng)，并將該線狀支撐體移除；當(dāng)采用不活潑的金屬材料及其合金作該線狀支撐體時(shí)，如金或銀及其合金，可以使用加熱蒸發(fā)的方法，移除所述線狀支撐體；當(dāng)采用高分子材料作線狀支撐體時(shí)，可以使用一拉伸裝置沿所述線狀支撐體的中心軸方向拉出所述線狀支撐體。本實(shí)施例采用濃度為0. 5mol/L的鹽酸溶液腐蝕纏繞有碳納米管拉膜14的鋁線， 將該鋁線移除?？梢岳斫?，根據(jù)線狀支撐體直徑的不同可以得到不同內(nèi)徑的碳納米管結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明實(shí)施例的碳納米管結(jié)構(gòu)也不限于使用上述裝置來制備，也可以通過將多個(gè)碳納米管膜或碳納米管線分別依次纏繞于一線狀支撐體表面；或者通過將多個(gè)碳納米管膜層疊，然后直接纏繞于一線狀支撐體制備得到。另外，所述碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法也可以通過首先，提供一線狀支撐體，該線狀支撐體在一控制裝置的控制下既能夠繞其中心軸旋轉(zhuǎn)又能夠沿其中心軸延伸方向做直線運(yùn)動(dòng)；其次，提供至少一碳納米管陣列，將所述碳納米管陣列固定并從所述碳納米管陣列中拉取獲得至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線，并將所述碳納米管膜或碳納米管線的一端固定于所述線狀支撐體；然后使該線狀支撐體繞其中心軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿其中心軸延伸方向做直線運(yùn)動(dòng)，即可得到一表面纏繞有碳納米管膜或碳納米管線的線狀支撐體；最后，使用化學(xué)方法、物理方法或機(jī)械方法將所述的線狀支撐體移除，得到一具有管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)。該碳納米管膜可以是碳納米管拉膜、 碳納米管碾壓膜或碳納米管絮化膜，該碳納米管線可以是非扭轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線?？梢岳斫?，根據(jù)膜和線的種類的不同，可以獲得不同排列結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)；此外，該碳納米管結(jié)構(gòu)的厚度也可以通過控制碳納米管膜或碳納米管線的層數(shù)來控制。本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明通過將至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線直接纏繞于一線狀支撐體結(jié)構(gòu)表面，最后移除該線狀支撐體，得到一碳納米管結(jié)構(gòu)。該方法可用于簡單、快速地制備宏觀的具有管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例所提供的碳納米管結(jié)構(gòu)是一個(gè)空心的管狀結(jié)構(gòu)，由于由多個(gè)碳納米管組成，所以具有質(zhì)量輕、熱容小、強(qiáng)度高以及耐彎折等特性，能方便地應(yīng)用于多個(gè)宏觀領(lǐng)域。另外，當(dāng)所述碳納米管膜或碳納米管線是從一碳納米管陣列中直接拉取獲得時(shí)， 該碳納米管膜或碳納米管線純凈度高，并且可以通過化學(xué)、物理或機(jī)械方法完全移除所述線狀支撐體，因此可以制備出純度很高的碳納米管結(jié)構(gòu)。最后，由于所述碳納米管膜或碳納米管線本身具有一定的粘性，經(jīng)過纏繞排列，相互層疊的碳納米管膜或碳納米管線之間會(huì)通過范德華力相互吸引，從而形成一個(gè)具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中相鄰的碳納米管通過范德華力緊密相連。
2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)具有一中空的線狀軸心，所述多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密相連并環(huán)繞該線狀軸心組成管狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管首尾相連并在所述線狀軸心的延伸方向環(huán)繞該線狀軸心螺旋排列。
4.如權(quán)利要求2所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)中環(huán)繞該線狀軸心的大多數(shù)碳納米管基本沿線狀軸心的延伸方向螺旋狀延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
6.如權(quán)利要求4所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該大多數(shù)碳納米管的延伸方向與所述碳納米管結(jié)構(gòu)的線狀軸心的延伸方向形成一定的交叉角α，0° < α <90°。
7.如權(quán)利要求2所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線環(huán)繞所述線狀軸心組成的管狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線螺旋地環(huán)繞該線狀軸心組成管狀結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求2所述的碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中空的線狀軸心的截面形狀為方形、梯形、圓形或橢圓形。
10.一種碳納米管結(jié)構(gòu)，其特征在于，該碳納米管結(jié)構(gòu)是一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，包括一管壁及由管壁圍成的中空的線狀軸心，該碳納米管結(jié)構(gòu)的管壁是由通過范德華力緊密結(jié)合的多個(gè)碳納米管組成的。
11.一種碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，包括提供一線狀支撐體，和至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線；將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面；以及移除所述線狀支撐體，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，該線狀支撐體的材料選自金屬、合金及塑料。
13.如權(quán)利要求11所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，該碳納米管膜或碳納米管線是從碳納米管陣列中直接拉取獲得。
14.如權(quán)利要求11所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面的方法為將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線螺旋狀纏繞于所述線狀支撐體表面。
15.如權(quán)利要求11所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在所述提供一線狀支撐體和至少一碳納米管膜或至少一碳納米線的步驟中，提供一制備裝置，該制備裝置包括一供給單元、一包覆單元以及一收集單元，所述包覆單元包括一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一通過該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的具有空心管狀結(jié)構(gòu)的空心旋轉(zhuǎn)軸以及一固定于該空心旋轉(zhuǎn)軸一端并具有多個(gè)支撐面的花盤，其中，該供給單元用于向所述包覆單元提供所述線狀支撐體，所述包覆單元用于提供所述碳納米管膜或碳納米管線并將該碳納米管膜或碳納米管線固定于所述線狀支撐體，所述收集單元用于收集具有線狀支撐體的碳納米管結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，由所述供給單元提供一線狀支撐體，使該線狀支撐體穿過所述空心旋轉(zhuǎn)軸的空心管狀結(jié)構(gòu)并纏繞于所述收集單元；以及將至少一碳納米管陣列設(shè)置于所述花盤的支撐面，從所述碳納米管陣列中拉取獲得至少一所述碳納米管膜或碳納米管線，并將該碳納米管膜或碳納米管線的一端固定于該線狀支撐體。
17.如權(quán)利要求16所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述將至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面的步驟中，控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述花盤沿其該空心旋轉(zhuǎn)軸的中心軸以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)控制所述收集單元使所述線狀支撐體沿所述空心旋轉(zhuǎn)軸的中心軸方向做直線運(yùn)動(dòng)，從所述至少一碳納米管陣列拉伸出所述碳納米管膜或碳納米管線，并將該碳納米管膜或碳納米管線纏繞于所述線狀支撐體。
18.如權(quán)利要求11所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面后，進(jìn)一步包括使用有機(jī)溶劑處理該纏繞于線狀支撐體表面的碳納米管膜或碳納米管線，使碳納米管膜或碳納米管線中碳納米管之間緊密結(jié)合。
19.如權(quán)利要求18所述的碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，該有機(jī)溶劑選自乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷及氯仿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管結(jié)構(gòu)，其中，該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多個(gè)碳納米管組成的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)中相鄰的碳納米管通過范德華力緊密相連。該碳納米管結(jié)構(gòu)為一柔性的空心管，具有良好的機(jī)械性能和韌性，能方便地應(yīng)用于宏觀的多個(gè)領(lǐng)域。另外，本發(fā)明還涉及一種碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法。
文檔編號B82B3/00GK102372251SQ201010259929
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者范守善, 魏洋 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司