本發(fā)明涉及一種制備方法，具體是一種納米薄膜的制作方法。

背景技術(shù)：

碳納米管(CNT)作為典型的一維納米材料，重量輕，韌性高、導(dǎo)電性強(qiáng)、場(chǎng)發(fā)射性能優(yōu)良，兼具金屬性和半導(dǎo)體性，有“超級(jí)纖維”之稱。自1991年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，碳納米管在光電子器件、復(fù)合材料、生物與化學(xué)傳感器等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用前景吸引了廣泛關(guān)注。用單壁碳納米管制造的碳納米管薄膜擁有很好的應(yīng)用前景，舉以半導(dǎo)體性碳納米管作為導(dǎo)電溝道的碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管(CNT-FET)為例，CNT-FET具有高的開關(guān)電流比、理想的亞閾值特性、低溫下可實(shí)現(xiàn)彈道輸運(yùn)和可以進(jìn)行更大規(guī)模的集成等優(yōu)良性能。構(gòu)筑場(chǎng)效應(yīng)晶體管需要半導(dǎo)體性碳納米管，但現(xiàn)有條件下一般制備出的碳納米管產(chǎn)品均是1/3金屬性和2/3半導(dǎo)體性碳納米管的混合物，影響CNT-FET的各項(xiàng)性能，使其應(yīng)用受到嚴(yán)重限制。因此，近年來(lái)國(guó)際上不少國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)都致力于碳納米管分離技術(shù)的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種納米薄膜的制作方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種納米薄膜的制作方法，包括以下步驟：制備一基體；制備一碳納米管薄膜；刻蝕處理所述碳納米管薄膜，得到部分區(qū)域減薄或者穿透的碳納米管薄膜；將碳納米管薄膜溶解制成碳納米管分散液，并將碳納米管分散液添加到吸附用容器中，向吸附用容器里添加吸附用介質(zhì)，以浸潤(rùn)的方式形成介質(zhì)表面的半導(dǎo)體性碳納米管富集層；將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體；加熱所述碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體，使所述碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)與所述基體復(fù)合，從而得到一碳納米管薄膜復(fù)合材料。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述基體為高分子基體。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述碳納米管薄膜采用浮動(dòng)催化法或可紡絲陣列拉膜法制備或采用巴基紙?zhí)技{米管薄膜。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：“刻蝕處理所述碳納米管薄膜”步驟具體為：先用有機(jī)溶劑處理所述碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜，再對(duì)致密化的碳納米管薄膜進(jìn)行刻蝕處理。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述“用有機(jī)溶劑處理所述碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜”步驟具體為：將有機(jī)溶劑直接噴涂在所述碳納米管薄膜表面，直至整個(gè)碳納米管薄膜被有機(jī)溶劑浸潤(rùn)，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成致密化的碳納米管薄膜，所述致密化的碳納米管薄膜的厚度大于50nm。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述“刻蝕處理所述碳納米管薄膜”為激光刻蝕或者光熱刻蝕處理所述碳納米管薄膜。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：“將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體”步驟具體為：采用噴涂或浸泡的方法將所述基體置于所述經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明無(wú)需任何特殊裝置和繁雜工序，制備過程簡(jiǎn)便、實(shí)用，而且低成本，有利于實(shí)現(xiàn)大面積碳納米管薄膜的制備，促進(jìn)半導(dǎo)體性碳納米管薄膜在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明實(shí)施例中，一種納米薄膜的制作方法，包括以下步驟：制備一基體；制備一碳納米管薄膜；刻蝕處理所述碳納米管薄膜，得到部分區(qū)域減薄或者穿透的碳納米管薄膜；將碳納米管薄膜溶解制成碳納米管分散液，并將碳納米管分散液添加到吸附用容器 中，向吸附用容器里添加吸附用介質(zhì)，以浸潤(rùn)的方式形成介質(zhì)表面的半導(dǎo)體性碳納米管富集層；將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體；加熱所述碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體，使所述碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)與所述基體復(fù)合，從而得到一碳納米管薄膜復(fù)合材料。所述基體為高分子基體。所述碳納米管薄膜采用浮動(dòng)催化法或可紡絲陣列拉膜法制備或采用巴基紙?zhí)技{米管薄膜。“刻蝕處理所述碳納米管薄膜”步驟具體為：先用有機(jī)溶劑處理所述碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜，再對(duì)致密化的碳納米管薄膜進(jìn)行刻蝕處理。所述“用有機(jī)溶劑處理所述碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜”步驟具體為：將有機(jī)溶劑直接噴涂在所述碳納米管薄膜表面，直至整個(gè)碳納米管薄膜被有機(jī)溶劑浸潤(rùn)，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成致密化的碳納米管薄膜，所述致密化的碳納米管薄膜的厚度大于50nm。所述“刻蝕處理所述碳納米管薄膜”為激光刻蝕或者光熱刻蝕處理所述碳納米管薄膜。“將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體”步驟具體為：采用噴涂或浸泡的方法將所述基體置于所述經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜上。

實(shí)施例1：

制備一基體。該基體為高分子基體。

制備一碳納米管薄膜。該碳納米管薄膜采用浮動(dòng)催化法或可紡絲陣列拉膜法制備或者直接采用巴基紙?zhí)技{米管薄膜或者其他方法制備得到的薄膜狀碳納米管。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選采用浮動(dòng)催化法，制備出來(lái)的碳納米管薄膜呈三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。

刻蝕處理所述碳納米管薄膜，得到部分區(qū)域減薄或者穿透的碳納米管薄膜。

首先用有機(jī)溶劑處理碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜，再對(duì)致密化的碳納米管薄膜進(jìn)行刻蝕處理，該有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，可選用乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷等，優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中采用乙醇。將有機(jī)溶劑直接噴涂在所述碳納米管薄膜表面，直至整個(gè)碳納米管薄膜被有機(jī)溶劑浸潤(rùn)，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成致密化的碳納米管薄膜，所述致密化的碳納米管薄膜的厚度大于50nm。

將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體。采用噴涂或浸泡的方法將 基體置于經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜上。

在本實(shí)施方式中，優(yōu)選基體為高分子基體，將碳納米管薄膜進(jìn)行高分子基體浸潤(rùn)處理。首先，該高分子基體為熱固性或熱塑性，若高分子基體常溫下流動(dòng)性良好則不用加入溶劑，若高分子基體常溫下流動(dòng)性不好則需加入有機(jī)溶劑來(lái)溶解流動(dòng)性不好的高分子基體以增加高分子基體的流動(dòng)性，且有機(jī)溶劑為可揮發(fā)性溶劑，可選的溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷等，在本實(shí)施方式中，有機(jī)溶劑優(yōu)選采用丙酮。其次將高分子基體直接噴涂在經(jīng)過激光刻蝕的碳納米管薄膜表面，使得高分子基體浸潤(rùn)到整個(gè)碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)中，高分子基體在溶液中的含量可根據(jù)需要通過噴涂浸潤(rùn)的時(shí)間控制，將噴涂好高分子基體的碳納米管薄膜放置在聚四氟乙烯薄膜等上，去除有機(jī)溶劑；或者將噴涂好高分子溶液的碳納米管薄膜完全浸潤(rùn)在高分子基體中，一段時(shí)間后使得高分子基體浸潤(rùn)到整個(gè)碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)中，必要時(shí)也可利用超聲等其他方法促進(jìn)高分子基體的浸潤(rùn)，將碳納米管薄膜取出，放置在聚四氟乙烯薄膜上，將有機(jī)溶劑去除，制得碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體。

實(shí)施例2：

制備一基體。該基體為高分子基體。制備一碳納米管薄膜。該碳納米管薄膜采用浮動(dòng)催化法或可紡絲陣列拉膜法制備或者直接采用巴基紙?zhí)技{米管薄膜或者其他方法制備得到的薄膜狀碳納米管。

首先用有機(jī)溶劑處理碳納米管薄膜，形成致密化的碳納米管薄膜，再對(duì)致密化的碳納米管薄膜進(jìn)行刻蝕處理，該有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，選用甲醇。將甲醇直接噴涂在所述碳納米管薄膜表面，直至整個(gè)碳納米管薄膜被有機(jī)溶劑浸潤(rùn)，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成致密化的碳納米管薄膜，所述致密化的碳納米管薄膜的厚度大于40nm。

將至少一經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜置于所述基體的至少一個(gè)表面形成一碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成一碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體。采用噴涂或浸泡的方法將 基體置于經(jīng)過刻蝕處理的碳納米管薄膜上。

在本實(shí)施方式中，優(yōu)選基體為高分子基體，將碳納米管薄膜進(jìn)行高分子基體浸潤(rùn)處理。首先，該高分子基體為熱固性或熱塑性，若高分子基體常溫下流動(dòng)性良好則不用加入溶劑，若高分子基體常溫下流動(dòng)性不好則需加入有機(jī)溶劑來(lái)溶解流動(dòng)性不好的高分子基體以增加高分子基體的流動(dòng)性，且有機(jī)溶劑為可揮發(fā)性溶劑，可選的溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷等，在本實(shí)施方式中，有機(jī)溶劑優(yōu)選采用丙酮。其次將高分子基體直接噴涂在經(jīng)過激光刻蝕的碳納米管薄膜表面，使得高分子基體浸潤(rùn)到整個(gè)碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)中，高分子基體在溶液中的含量可根據(jù)需要通過噴涂浸潤(rùn)的時(shí)間控制，將噴涂好高分子基體的碳納米管薄膜放置在聚四氟乙烯薄膜等上，去除有機(jī)溶劑；或者將噴涂好高分子溶液的碳納米管薄膜完全浸潤(rùn)在高分子基體中，一段時(shí)間后使得高分子基體浸潤(rùn)到整個(gè)碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)中，必要時(shí)也可利用超聲等其他方法促進(jìn)高分子基體的浸潤(rùn)，將碳納米管薄膜取出，放置在聚四氟乙烯薄膜上，將有機(jī)溶劑去除，制得碳納米管薄膜復(fù)合材料預(yù)制體。

綜上所述，本發(fā)明無(wú)需任何特殊裝置和繁雜工序，制備過程簡(jiǎn)便、實(shí)用，而且低成本，有利于實(shí)現(xiàn)大面積碳納米管薄膜的制備，促進(jìn)半導(dǎo)體性碳納米管薄膜在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。