CN101880023A - 纳米材料薄膜结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一层纳米膜，其中，该纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的纳米线，且该纳米线由多个连续的纳米颗粒组成。

Description

纳米材料薄膜结构

技术领域

本发明涉及一种纳米材料薄膜结构，尤其涉及一种由纳米线组成的纳米材料薄膜结构。

背景技术

纳米材料在基础研究和实际应用，如催化、传感等方面有着很大价值。所以，制备具有宏观结构的纳米材料成为研究的热点。

目前，纳米材料的制备方法包括自发生长法(spontaneous growth)、模板合成法(template-based synthesis)、平板印刷法(lithography)等。然而，上述方法制备的纳米材料通常成粉末状而无法形成一自支撑结构，即该纳米材料需一支撑结构的支撑来保持一特定形状，如线状或膜状。因此，限制了纳米材料的应用范围。

现有技术提供一种二氧化钛纳米结构及其制备方法，请参见“Fabricationof Titania Nanofibers by Electrospinning”，Dan Li et al，Nano Letters，vol.3，No.4，p555-560(2003)。该方法将矿物油与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液以及二氧化钛前驱体混合制得浆料，然后通过电纺纱方法制备二氧化钛纳米结构。进一步，通过加热使矿物油与聚乙烯吡咯烷酮蒸发，可以得到纯的二氧化钛纳米结构。该方法制备的二氧化钛纳米结构为多个二氧化钛纳米线组成的薄膜结构，且多个二氧化钛纳米线相互缠绕形成一自支撑结构。然而，该二氧化钛纳米结构中的多个二氧化钛纳米线杂乱分布，限制了其应用范围。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种由有序排列的纳米线组成的纳米材料薄膜结构。

一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一层纳米膜，其中，该纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的纳米线，且该纳米线由多个连续的纳米颗粒组成。

一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一复合纳米膜，其中，该复合纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的复合纳米线，且该每个复合纳米线包括至少一碳纳米管以及包覆于该碳纳米管表面的多个连续的纳米颗粒。

一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一复合纳米膜，其中，该复合纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的碳纳米管线以及多个连续的纳米颗粒包覆于每个碳纳米管线的至少部分表面。

相较于现有技术，由于本发明提供的纳米材料薄膜结构包括至少一纳米膜，且该纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的纳米线，使其具有定向导热或导电的特性，扩大了纳米材料薄膜结构的应用范围。

附图说明

图1为本发明第一实施例的纳米材料薄膜结构的示意图。

图2为本发明第一实施例的纳米材料薄膜结构的制备方法流程图。

图3为本发明第一实施例的纳米材料薄膜结构的制备工艺流程图。

图4为本发明第一实施例制备的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5为图4中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图6为本发明第一实施例制备的沉积有钛层的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图7为本发明第一实施例制备的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构的扫描电镜照片。

图8为图7中的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构中的二氧化钛纳米线的透射电镜照片。

图9为本发明第二实施例的纳米材料薄膜结构的示意图。

图10为本发明第二实施例制备的二氧化钛薄膜结构的扫描电镜照片。

图11为本发明第三实施例的纳米材料薄膜结构的示意图。

图12为本发明第三实施例的纳米材料薄膜结构的制备工艺流程图。

图13为本发明第三实施例制备的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构的扫描电镜照片。

图14为本发明第四实施例的纳米材料薄膜结构的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明提供的纳米材料薄膜结构及其制备方法作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种纳米材料薄膜结构10，其包括一复合纳米膜102。所述复合纳米膜102包括多个基本沿同一方向排列的复合纳米线104。优选地，所述多个复合纳米线104平行于复合纳米膜102表面且彼此平行排列。

所述复合纳米膜102中的相邻两个复合纳米线104之间可相互接触，且通过范德华力紧密连接，使该复合纳米膜102形成一自支撑结构。可以理解，所述复合纳米膜102中的相邻两个复合纳米线104也可间隔设置，相邻两个复合纳米线104之间的距离可大于等于0.5纳米且小于等于100微米。所述复合纳米膜102的厚度为0.5纳米～100微米。所述复合纳米线104的长度不限，可以达数米以上。所述复合纳米线104的直径小于500纳米。所述复合纳米线104的长度可与复合纳米膜102的长度相等，故至少有一个复合纳米线104从所述复合纳米膜102的一端延伸至另一端，从而跨越整个复合纳米膜102。所述复合纳米膜102的长度受复合纳米线104的长度的限制。本实施例中，所述复合纳米线104的长度大于1厘米。

所述每个复合纳米线104包括至少一碳纳米管1042以及包覆于该碳纳米管1042表面的多个连续的纳米颗粒(图未标)，且相邻的纳米颗粒通过范德华力或化学键紧密连接在一起形成一纳米线1044。所述复合纳米线104可包括一碳纳米管1042或多个首尾相连的碳纳米管1042基本沿同一方向排列。所述纳米颗粒沿首尾相连的碳纳米管1042的延伸方向排列，且包覆于碳纳米管1042表面。可以理解多个首尾相连的碳纳米管1042基本沿同一方向排列形成一碳纳米管线(图未标)，多个连续的纳米颗粒包覆于每个碳纳米管线的至少部分表面。所述复合纳米线104中的多个连续的纳米颗粒包覆于碳纳米管1042的至少部分表面或将整个碳纳米管1042完全包覆。由于纳米颗粒包覆于碳纳米管1042表面，且纳米颗粒与碳纳米管1042之间通过范德华力或化学键紧密结合，所以纳米颗粒与碳纳米管1042牢固的结合在一起。

所述纳米颗粒的粒径大于等于1纳米且小于等于500纳米。所述纳米颗粒包括金属纳米颗粒、非金属纳米颗粒、合金纳米颗粒、金属化合物纳米颗粒及聚合物纳米颗粒中的一种或几种。优选地，所述纳米颗粒包括金属氧化物纳米颗粒、金属氮化物纳米颗粒、金属碳化物纳米颗粒、硅氧化物纳米颗粒、硅氮化物纳米颗粒以及硅碳化物纳米颗粒中的一种或多种。本实施例中，所述纳米颗粒为二氧化钛纳米颗粒。所述纳米颗粒的形状不限，可以为球状、椭球状、棒状或线状等中的一种或几种。所述纳米颗粒的大小均匀，即纳米颗粒的粒径尺寸分布范围较小。本实施例中，所述纳米颗粒的粒径尺寸为大于等于50纳米且小于等于150纳米。

请参阅图2及图3，本发明第一实施例提供的纳米材料薄膜结构10的制备方法可包括以下步骤：

步骤一，提供至少一碳纳米管膜100，该碳纳米管膜100包括多个连续且定向排列的碳纳米管1042。

请参阅图4及图5，本实施例中，该碳纳米管膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的宽度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜中的碳纳米管145基本沿同一方向排列。所述碳纳米管膜的厚度为0.050～100微米。所述碳纳米管膜可以通过拉取一碳纳米管阵列直接获得。所述碳纳米管膜的结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13公开的第CN101239712A号中国公开专利申请“碳纳米管薄膜结构及其制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。

可以理解，所述碳纳米管膜100还可以包括多个平行排列的碳纳米管1402，且每个碳纳米管1402从碳纳米管膜100的一端延伸至另一端。该碳纳米管膜100的结构及其制备方法请参见范守善等人于2008年2月1日申请的第2008100666048.7号中国专利申请“碳纳米管薄膜结构及其制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司；以及范守善等人于2008年5月28日申请的第200810067529.X号中国专利申请“带状碳纳米管薄膜的制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。

所述碳纳米管膜100可进一步设置于一支撑体上。该支撑体可以为一基板或框架。本实施例中，将两个碳纳米管膜100重叠铺设在一金属基板上，且两个碳纳米管膜100中的碳纳米管1042的排列方向一致。

步骤二，向该碳纳米管膜100中引入至少两种反应原料106，于该碳纳米管膜100的表面形成厚度为50～100纳米的反应原料层(图未示)。

所述反应原料106的材料与所需形成的纳米线1044的材料相关。所述反应原料106可以为固态、液态或气态。所述向碳纳米管膜100中引入至少两种反应原料106的方法具体包括两种情形。

第一种：首先，于该碳纳米管膜100表面形成一层厚度为50～100纳米的第一反应原料层。

所述第一反应原料层的材料与所要制备的纳米线1044的材料有关，可以为金属、非金属及半导体中的一种或多种。例如，当纳米线1044的材料为金属化合物，如金属氧化物或金属硅化物，第一反应原料层为金属层，如钛层、铝层或镍层等；当纳米线1044的材料为非金属化合物，如氮化硅或碳化硅，第一反应原料层为硅层。

所述于碳纳米管膜100表面形成一第一反应原料层的方法不限，可以包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法等中的一种或多种。可以理解，根据第一反应原料层的材料不同，可以选择不同的方法在碳纳米管膜100中的碳纳米管表面形成第一反应原料层的材料。例如，通过物理气相沉积法可以将金属溅射到碳纳米管表面；通过化学气相沉积法可以在碳纳米管表面形成非金属；通过喷涂法或丝网印刷法可以将含有金属的有机浆料形成于碳纳米管的表面。

其次，向该碳纳米管膜100引入气态或液态第二反应原料。

所述气态第二反应原料可以为氧气、氮气、硅源气体及碳源气体中的一种或多种。所述向碳纳米管膜100引入气态第二反应原料的方法可以包括直接将气态第二反应原料通入到设置有碳纳米管膜100的反应室(图未示)或将碳纳米管膜100设置于一含有气态第二反应原料的气氛中，从而使气态第二反应原料分布于碳纳米管膜100以及第一反应原料层周围。

所述液态第二反应原料可以为甲醇、乙醇、丙酮及液态树脂等中的一种或多种。所述向碳纳米管膜100引入液态第二反应原料的方法可以包括直接将液态第二反应原料滴到碳纳米管膜100表面或将碳纳米管膜100浸润于一液态第二反应原料中，从而使液态第二反应原料分布于碳纳米管膜100以及第一反应原料层周围。

第二种：首先，于该碳纳米管膜100表面形成一第一反应原料层；其次，于该第一反应原料层上形成一第二反应原料层。所述第一反应原料层与第二反应原料层的总厚度为50～100纳米。当第一反应原料层为金属层，第二反应原料层为非金属层时，第一反应原料层可以为铝层或钛层，第二反应原料层可以为硅层等。当第一反应原料层与第二反应原料层均为金属层时，第一反应原料层与第二反应原料层均可以分别为铝层与钛层、铝层与镍层等。

可以理解，当沉积于所述碳纳米管膜100表面的反应原料层的厚度较小时，如厚度为小于50纳米，反应原料反应后可形成多个间隔的纳米颗粒。当所述碳纳米管膜100表面的反应原料层的厚度较大时，如大于50纳米，反应原料反应后容易形成连续的纳米颗粒，即纳米线1044。

可以理解，不同的反应原料106对厚度的要求不同。本实施例中，通过磁控溅射法在碳纳米管膜100表面沉积一层100纳米厚的钛层。请参见图6，钛颗粒均匀分布于碳纳米管膜中的碳纳米管表面。然后，将该沉积有钛层的碳纳米管膜100置于大气环境中，使得碳纳米管膜100表面的钛颗粒与大气中的氧气接触。当钛层的厚度小于50纳米时，钛层与氧气反应后可形成多个间隔的二氧化钛纳米颗粒。当钛层的厚度大于50纳米时，钛层与氧气反应后容易形成连续的二氧化钛纳米线。

步骤三，引发反应原料106进行反应，生长纳米材料薄膜结构10。

所述引发反应原料106进行反应的方法包括加热，电火花，及激光扫描中的一种或多种。可以理解，根据反应条件的不同，可以选择不同的方法来引发反应原料106进行反应。如通过加热可以使硅与碳源气反应制备碳化硅纳米线；通过激光扫描可以使金属与氧气反应制备金属氧化物纳米线。

本实施例中，采用激光扫描引发反应原料106进行反应。采用激光扫描引发反应原料106进行反应包括两种情形：第一种为采用激光扫描整个碳纳米管膜100的表面，使碳纳米管膜100表面的反应原料106进行反应；第二种为采用激光扫描碳纳米管膜100的部分表面，使碳纳米管膜100表面的反应原料106由激光扫描的位置开始沿着碳纳米管排列方向进行自扩散反应。当采用第二种方法时，可以将碳纳米管膜100设置于一基板(图未示)上，通过选择不同导热系数的基板以控制生长纳米线1044的速度。所述基板的导热系数越大，热量向基板传导就越快，而沿碳纳米管方向传导就越慢，纳米线1044的生长速度越慢。反之则生长速度越快。由于空气的导热系数很小，所以当碳纳米管膜100悬空设置时，纳米线1044具有最快的生长速度。

所述反应原料106在反应条件下进行反应生长纳米线1044。该纳米线1044沿碳纳米管1042长度方向生长，且均匀分散或包覆于碳纳米管1042表面形成一复合纳米线104。由于碳纳米管膜100中的碳纳米管1042首尾相连，故制备的纳米材料薄膜结构10为一膜状，且该纳米材料薄膜结构10包括多个平行设置的复合纳米线104。该纳米材料薄膜结构10包括多个复合纳米线104，且该复合纳米线104的长度与碳纳米管膜100的长度有关。由于碳纳米管膜100的长度不限，可达到数米以上，故所制备的纳米材料薄膜结构10中的复合纳米线104的长度可达到数米以上。

本实施例中，采用激光扫描，引发自扩散反应，得到二氧化钛薄膜结构。其中，激光扫描的速度为10～200厘米/秒，激光扫描的功率大于0.5瓦。该自扩散反应的速度大于10厘米/秒。请参见图7，该图为本发明第一实施例制备的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构的扫描电镜照片。由图7可看出，该二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构包括多个基本沿同一方向排列的二氧化钛纳米线沿着碳纳米管膜中的碳纳米管的长度方向生长。请参见图8，该图为本发明第一实施例制备的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构中的二氧化钛纳米线的透射电镜照片。由图8可看出，二氧化钛纳米线的微观形貌为多个连续的类似椭球状的小颗粒，且均匀分散或包覆于碳纳米管表面。

所述纳米线1044的排列方向与作为模板的碳纳米管膜100中的碳纳米管1042的排列方向有关。由于纳米线1044均匀分散或包覆于碳纳米管1042表面，故一般情况下，所述纳米线1044的排列方向与碳纳米管膜100中的碳纳米管1042的排列方向大致相同。当作为模板的碳纳米管膜100中的碳纳米管1042沿同一方向排列时，所形成的纳米线1044可相互平行，且沿碳纳米管膜100中的碳纳米管1042的排列方向排列。

请参阅图9，本发明第二实施例提供一种纳米材料薄膜结构20，其包括一纳米膜202。其中，所述纳米膜202包括多个基本沿同一方向排列的纳米线204。优选地，所述多个纳米线204平行于纳米膜202表面且彼此平行排列。

所述纳米膜202中的相邻两个纳米线204之间可相互接触，且通过范德华力紧密连接，使该纳米膜202形成一自支撑结构。可以理解，所述纳米膜202中的相邻两个纳米线204也可间隔设置，相邻两个纳米线204之间的距离可大于等于0.5纳米且小于等于100微米。所述纳米膜202的厚度为0.5纳米～100微米。所述纳米线204的长度不限，可以达数米以上。所述纳米线204的直径小于500纳米。所述纳米线204的长度可与纳米膜202的长度相等，故至少有一个纳米线204从所述纳米膜202的一端延伸至另一端，从而跨越整个纳米膜202。所述纳米膜202的长度受纳米线204的长度的限制。本实施例中，所述纳米线204的长度大于1厘米。所述纳米线204包括多个连续的纳米颗粒，且相邻的纳米颗粒通过范德华力或化学键紧密连接在一起。所述纳米颗粒与第一实施例的纳米颗粒相同。

可以理解，将上述第一实施例制备的纳米材料薄膜结构10去除碳纳米管膜100，即可获得一本实施例提供的纯纳米材料薄膜结构20。所述去除碳纳米管膜100的方法与纳米线1044的材料相关。优选地，可通过高温氧化的过程将碳纳米管膜100除去。如，将反应产物置于高温炉中，于500～1000℃条件下保温1～4小时。可以理解，高温氧化除去碳纳米管膜100的方法仅限于纳米线1044为耐高温材料时使用，如：金属氧化物，非金属氮化物等。

本实施例中，将上述二氧化钛薄膜结构于大气环境下热处理以除去碳纳米管膜100得到一纯的二氧化钛薄膜结构。所述热处理温度为900℃，所述热处理的升温速度为10K/分钟。请参见图10，所述多个纯二氧化钛纳米线形成一具有自支撑特性的二氧化钛纳米膜。该二氧化钛纳米膜的厚度小于100纳米。该二氧化钛纳米膜中的二氧化钛纳米线的长度大于等于900微米，直径小于等于100纳米。

请参阅图11，本发明第三实施例提供一种纳米材料薄膜结构30，其包括多个层叠设置的复合纳米膜302。所述复合纳米膜302与本发明第一实施例提供的复合纳米膜102结构相同。所述相邻两个复合纳米膜302中的复合纳米线304的排列方向形成一夹角α，α大于等于零度且小于等于90度。当α大于零度时，多个复合纳米线304交叉设置，于所述纳米材料薄膜结构30中形成多个均匀分布的微孔306，该微孔306的孔径为1纳米～5微米。相互接触且交叉设置的两个复合纳米线304之间可以通过范德华力结合，也可以反应形成一共同节点308，即通过化学键紧密连接，使该纳米材料薄膜结构30形成一自支撑结构。当相互接触且交叉设置的两个复合纳米线304之间反应形成一共同节点308时，使得该纳米材料薄膜结构30的结构更加牢固，机械强度更大，使用时不易破裂。

请参阅图12，本发明第三实施例的纳米材料薄膜结构30的制备方法包括以下步骤：

步骤一，提供至少两个碳纳米管膜300。

所述碳纳米管膜300与本发明第一实施例提供的碳纳米管膜100结构相同。本实施例中，将两个碳纳米管膜300重叠且交叉设置在一金属基板上，且两个碳纳米管膜300中的碳纳米管的排列方向垂直。

步骤二，向该碳纳米管膜300中引入至少两种反应原料310，于该碳纳米管结构300的表面形成厚度为50～100纳米的反应原料层(图未示)。

所述引入反应原料310的方法与本发明第一实施例中引入反应原料106的方法相同。

本实施例中，通过磁控溅射法在交叉设置的碳纳米管膜300两个相对的表面各沉积一层100纳米厚的钛层。

步骤三，引发反应原料310进行反应，生长纳米材料薄膜结构30。

所述引发反应原料310进行反应的方法与本发明第一实施例引发反应原料306进行反应的方法相同。

本实施例中，采用激光扫描，引发自扩散反应，得到二氧化钛薄膜结构。其中，激光扫描的速度为10～200厘米/秒，激光扫描的功率为0.4～10瓦。该自扩散反应的速度大于10厘米/秒。

请参见图13，该图为本发明第三实施例制备的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构的扫描电镜照片。由图13可以看出，本实施例生长的二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜结构包括两个二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜。每个二氧化钛纳米线/碳纳米管复合薄膜包括多个基本沿同一方向排列的二氧化钛纳米线沿着碳纳米管膜中的碳纳米管的长度方向生长，且两个二氧化钛纳米膜中的二氧化钛纳米线的排列方向垂直。可以理解，通过控制碳纳米管拉膜的铺设角度，可以制备不同形貌的二氧化钛薄膜结构。

请参阅图14，本发明第四实施例提供一种纳米材料薄膜结构40，其包括多个层叠设置的纳米膜402。所述纳米膜402与本发明第二实施例提供的纳米膜202结构相同。所述相邻两个纳米膜402中的纳米线404的排列方向形成一夹角α，α大于等于零度且小于等于90度。当α大于零度时，多个纳米线404交叉设置，于所述纳米材料薄膜结构40中形成多个均匀分布的微孔406，该微孔406的孔径为1纳米～5微米。相互接触且交叉设置的两个纳米线404之间可以通过范德华力结合，也可以反应形成一共同节点408，即通过化学键紧密连接，使该纳米材料薄膜结构40形成一自支撑结构。当相互接触且交叉设置的两个纳米线404之间反应形成一共同节点408时，使得该纳米材料薄膜结构40的结构更加牢固，机械强度更大，使用时不易破裂。

可以理解，将第三实施例中提供的纳米材料薄膜结构30去除该碳纳米管膜300，即可获得一本实施例的纯纳米材料薄膜结构40。本实施例中，通过高温氧化的过程将碳纳米管膜300除去。高温氧化的过程中，相互接触且交叉设置的两个纳米线404之间会反应形成一共同节点408。

由于本发明提供的纳米材料薄膜结构包括至少一纳米膜，且该纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的纳米线，所以该纳米材料薄膜结构各向异性，使其具有定向导热或导电的特性，扩大了纳米材料薄膜结构的应用范围。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (19)

1.一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一层纳米膜，其特征在于，该纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的纳米线，且该纳米线由多个连续的纳米颗粒组成。

2.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米膜中的纳米线从纳米膜的一端延伸至另一端。

3.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米膜中的多个纳米线彼此基本平行排列。

4.如权利要求3所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米膜中的相邻两个纳米线之间相互接触，且通过范德华力紧密连接。

5.如权利要求3所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米膜中的相邻两个纳米线之间的距离大于等于0.5纳米且小于等于100微米。

6.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米材料薄膜结构包括至少两个层叠设置的纳米膜，相邻两个纳米膜之间通过范德华力或化学键紧密连接。

7.如权利要求6所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述相邻两个纳米膜中的纳米线交叉设置。

8.如权利要求7所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米材料薄膜结构包括多个均匀分布的微孔，该微孔的孔径大于等于1纳米且小于等于5微米。

9.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米颗粒的粒径大于等于1纳米且小于等于500纳米。

10.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米线中相邻的纳米颗粒通过范德华力或化学键紧密连接在一起。

11.如权利要求1所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米颗粒包括金属纳米颗粒、非金属纳米颗粒、合金纳米颗粒、金属化合物纳米颗粒及聚合物纳米颗粒中的一种或几种。

12.一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一复合纳米膜，其特征在于，该复合纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的复合纳米线，且该每个复合纳米线包括至少一碳纳米管以及包覆于该碳纳米管表面的多个连续的纳米颗粒。

13.如权利要求12所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述复合纳米膜中的复合纳米线从复合纳米膜的一端延伸至另一端。

14.如权利要求12所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述每个复合纳米线包括多个首尾相连的碳纳米管以及多个包覆于首尾相连的碳纳米管表面的连续的纳米颗粒。

15.如权利要求12所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述纳米颗粒与碳纳米管之间通过范德华力或化学键紧密结合。

16.如权利要求12所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述复合纳米线中的多个连续的纳米颗粒包覆于碳纳米管的至少部分表面。

17.如权利要求12所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述复合纳米线中的多个连续的纳米颗粒将整个碳纳米管完全包覆。

18.一种纳米材料薄膜结构，其包括至少一复合纳米膜，其特征在于，该复合纳米膜包括多个基本沿同一方向排列的碳纳米管线以及多个连续的纳米颗粒包覆于每个碳纳米管线的至少部分表面。

19.如权利要求18所述的纳米材料薄膜结构，其特征在于，所述碳纳米管线包括多个首尾相连的碳纳米管基本沿同一方向排列。

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