[发明专利]绞线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绞线的制备方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的绞线的制备方法。

背景技术

碳纳米管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。碳纳米管应用领域非常广阔，例如，它可用于制作场效应晶体管、原子力显微镜针尖、场发射电子枪、纳米模板等等。但是，目前基本上都是在微观尺度下应用碳纳米管，操作较困难。所以，将碳纳米管组装成宏观尺度的结构对于碳纳米管的宏观应用具有重要意义。

范守善等人在Nature，2002，419：801，Spinning Continuous CNT Yarns一文中揭露了从一超顺排碳纳米管阵列中可以拉出一根连续的纯碳纳米管线，这种碳纳米管线包括多个在范德华力作用下首尾相接的碳纳米管片段，每个碳纳米管片段具有大致相等的长度，且每个碳纳米管片段由多个相互平行的碳纳米管构成。然而，由于上述碳纳米管片段通过相互搭接来形成一连续的碳纳米管线，导致接触点处的电阻较高，进而导致上述碳纳米管线的电导率较低，无法代替金属导线，用于信号传输及电气传输领域。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种绞线及其制备方法，该绞线具有良好的导电性能，并且易于制造，适于低成本大量生产。

一种绞线的制备方法，包括以下步骤：提供一碳纳米管结构；形成导电材料附着于所述碳纳米管结构表面；以及扭转所述碳纳米管结构，形成一绞线。

与现有技术相比较，本发明提供的绞线是通过对所述碳纳米管结构进行扭转而制造，制备方法简单，适于低成本大量生产。另外，由于所述绞线包括导电材料，故所述绞线具有较好的导电性能。

附图说明

图1是本发明实施例绞线中包覆有导电材料的单根碳纳米管的结构示意图。

图2是本发明实施例绞线的制备方法的流程图。

图3是本发明实施例绞线的制备装置的结构示意图。

图4是本发明实施例碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5是本发明实施例沉积导电材料后的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图6是本发明实施例沉积导电材料后的碳纳米管膜中的碳纳米管的透射电镜照片。

图7是本发明实施例中绞线的扫描电镜照片。

图8是本发明实施例绞线中沉积导电材料后的碳纳米管的扫描电镜照片。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明实施例绞线的结构及其制备方法。

本发明实施例提供一种绞线，该绞线由碳纳米管和导电材料构成。该绞线为一线状结构，线状结构为长径比较大的结构。具体地，该绞线包括多个碳纳米管，并且，每个碳纳米管表面均包覆至少一层导电材料。其中，每个碳纳米管具有大致相等的长度，并且，多个碳纳米管通过范德华力首尾相连形成一绞线。在该碳纳米管绞线中，碳纳米管沿绞线的轴向择优取向排列。优选地，碳纳米管绕绞线的轴向螺旋状旋转排列。该绞线的直径可以为4.5纳米～100微米，优选地，该绞线的直径为10～30微米。

请参见图1，该绞线中每一根碳纳米管111表面均包覆至少一层导电材料。具体地，该至少一层导电材料可包括与碳纳米管111表面直接结合的润湿层112、设置在润湿层外的过渡层113、设置在过渡层113外的导电层114以及设置在导电层114外的抗氧化层115。

由于碳纳米管111与大多数金属之间的润湿性不好，因此，上述润湿层112的作用为使导电层114与碳纳米管111更好的结合。形成该润湿层112的材料可以为铁、钴、镍、钯或钛等与碳纳米管111润湿性好的金属或它们的合金，该润湿层112的厚度为1～10纳米。本实施例中，所述润湿层112的材料为镍，厚度约为2纳米。可以理解，所述润湿层112为可选择结构。

所述过渡层113的作用为使所述润湿层112与导电层114更好的结合。形成该过渡层113的材料可以为与所述润湿层112材料及导电层114材料均能较好结合的材料，该过渡层113的厚度为1～10纳米。本实施例中，该过渡层113的材料为铜，厚度为2纳米。可以理解，该过渡层113为可选择结构。

所述导电层114的作用为使绞线具有较好的导电性能。形成该导电层114的材料可以为铜、银或金等导电性好的金属或其合金，该导电层114的厚度为1～20纳米。本实施例中，该导电层114的材料为银，厚度约为10纳米。