CN105314620B - 形成纳米管网状结构的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形成纳米管网状结构的系统和方法。该系统(100)包括：第一纳米管收集设备(202)，其包括第一基板(222)，所述第一基板被构造成在其附着表面(234)上收集基本上在第一方向(272)上对齐的多个纳米管(120)；第二纳米管收集设备(204)，其包括第二基板(228)，所述第二基板被构造成在其附着表面(234)上收集基本上在第二方向(280)上对齐的多个纳米管(230)。所述第一纳米管收集设备(202)和所述第二纳米管收集设备(204)被构造成将所述多个纳米管(23)在界面(240)处进行组合。所述系统(100)还包括第一能量源(244)。

Description

形成纳米管网状结构的系统和方法
技术领域
本公开的领域总体上涉及纳米管技术，更特别地，涉及形成纳米管网状结构的系统和方法。
背景技术
碳纳米管是基本上由管形式的单原子厚石墨烯片材构成的小管形结构。通常，碳纳米管可被分类为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。单壁碳纳米管只具有一个圆柱形石墨层，多壁碳纳米管具有两个或更多个嵌套的圆柱形石墨层。碳纳米管通常具有小于大约100纳米的直径并且具有使得纳米管的长度显著大于其直径的大长宽比。例如，碳纳米管的长度与直径的比率可以大于大约1000:1。此外，碳纳米管显露了表现出高强度、特有电性质，并且是有效热导体。这种特征使得碳纳米管有利于用于各种机械、电子和/或热应用中。
然而，实际应用中使用碳纳米管通常因碳纳米管的小尺寸而受到限制。近来，已经创建了许多已知工艺来形成可在这种实际应用中实现的尺寸逐渐变大的碳纳米管结构。一种已知的工艺包括将碳纳米管分散在溶液池中，从而将碳纳米管在溶液中基本上对齐，重复地收集通过溶液池的基板表面上的碳纳米管。通常，在基板具有不同取向时重复收集碳纳米管。接着，将基板表面上累积的碳纳米管相联接，以形成碳纳米管网状结构，或“巴基纸(buckypaper)”。然而，在这些工艺中形成的碳纳米管网状结构的大小通常因基板尺寸和/或溶液池受到限制。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于制造纳米管网状结构的系统。该系统包括：第一纳米管收集设备，其包括第一基板，所述第一基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第一方向上对齐的多个纳米管；第二纳米管收集设备，其包括第二基板，所述第二基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第二方向上对齐的多个纳米管。所述第一纳米管收集设备和所述第二纳米管收集设备被构造成将所述多个纳米管在界面处进行组合。所述系统还包括第一能量源，所述第一能量源被构造成将能量向着所述多个纳米管之间的界面引导，其中，所述能量被构造成将所述多个纳米管相接合以形成纳米管网状结构。
在另一个方面，提供了一种用于收集纳米管的设备。该设备包括：溶液池，其包括悬浮在所述溶液的表面上的多个纳米管；给料系统，其被构造成连续引导包括附着表面的基板经过所述溶液的表面。当所述给料系统引导所述附着表面经过所述溶液的表面时，所述多个纳米管以基本上平行的方向结合到所述附着表面。
在又一个方面，提供了一种形成纳米管网状结构的方法。该方法包括：连续引导包括附着表面的基板经过包括悬浮于溶液的表面上的多个纳米管的溶液池的表面，使得所述多个纳米管在第一方向上结合到所述附着表面；将处于所述第一方向的多个纳米管与处于第二方向的多个纳米管组合，所述多个纳米管在它们之间限定的界面处被组合；将所述多个纳米管在所述界面处热结合，以形成所述纳米管网状结构。
附图说明
图1是示例性飞行器制造和维修方法的流程图。
图2是示例性飞行器的框图。
图3是示例性纳米管网状结构制造系统的示意图示。
图4是可用于图3中示出的纳米管网状结构制造系统的示例性第一纳米管收集设备的放大示意图示。
图5是可用于图4中示出的第一纳米管收集设备的示例性预对齐装置的俯视图。
图6是可用于图3中示出的纳米管网状结构制造系统的示例性第二纳米管收集设备的放大示意图示。
图7是可用于图6中示出的第二纳米管收集设备的替代预对齐装置的俯视图。
具体实施方式
本文中描述的实现方式涉及用于制造碳纳米管网状结构的系统和方法。在示例性实现方式中，系统包括Langmuir-Blodgett型设备，该设备包括溶液池并且在溶液的表面上悬浮有多个纳米管。该系统还包括输送带式给料系统，该输送带式给料系统基本上连续引导柔性的、细长基板经过溶液的表面，使得纳米管结合到基板。来自第一输送带式给料系统的纳米管与来自第二输送带式给料系统组合，以形成纳米管网状结构。通过基本上连续将纳米管结合到输送带式给料系统的基板，当纳米管被组合时，形成基本上连续的纳米管网状结构。如此，本文中描述的系统有助于基本上连续制造其尺寸仅在一个维度(即，基板的宽度)上受限的纳米管网状结构。
参照附图，可在飞行器制造和维护方法100(图1中示出)的背景下借助飞行器102(图2中示出)描述本公开的实现方式。在预制造期间，可在制造过程期间使用飞行器102的包括规格和设计104的数据并且可采购106与机体相关的其它材料。在制造期间，进行飞行器102的部件和子组件制造108和系统整合110，之后飞行器102进入其检定和交付过程112。在成功妥善处理和完成机身检定后，飞行器102可进入服役114。当由客户使用的服役期间，安排飞行器102进行周期性、常规和定期的维护检修116，包括例如任何改装、重构、和/或翻新。在替代实现方式中，制造和维护方法100可借助除了飞行器外的交通工具实现。
可由系统整合商、第三方、和/或运营商(例如，顾客)执行或完成与飞行器制造和/或维护100相关的各部分和过程。出于进行此描述的目的，系统整合商可包括(而不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括(而不限于)任何数量的供应商、转包商以及供货商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图2中所示，通过方法100制造的飞行器102可包括带有多个系统120的机体118和内饰122。高级系统120的示例包括推进系统124、电子系统126、液压系统128和/或环境系统130中的一个或多个。可包括任何数量的其它系统。
可在方法100的任一个或多个阶段期间采用本文中实施的设备和方法。例如，可按与飞行器102在服役时制造的部件或子组件类似的方式构造或制造对应于部件制造过程108的部件或子组件。另外，例如，通过显著加快飞行器102的组装和/或降低飞行器102的组装成本，可在制造阶段108和110期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，例如，在定期的维护检修116期间，可在维修或保养飞行器102的同时利用设备实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或多个。
如本文中使用的，术语“飞行器”可包括(但不限于只包括)飞机、无人驾驶飞行器(UAV)、滑翔机、直升机和/或在空中飞行的任何其它物体。另外，在替代实现方式中，本文中描述的飞行器制造和维护方法可用于任何制造和/或维护操作。
图3是示例性纳米管网状结构(NMS)制造系统200的示意图示。在示例性实现方式中，NMS制造系统200包括第一纳米管收集设备202和第二纳米管收集设备204。第一纳米管收集设备202包括溶液208的第一池206和可与第一池206一起操作的第一输送带式给料系统210，第二纳米管收集设备204包括溶液208的第二池212和可与第二池212一起操作的第二输送带式给料系统214。具体地，第一输送带式给料系统210包括第一收集辊216、第一粘结辊218、第一张紧辊220和围绕辊216、218和220结合的第一柔性基板222。第二输送带式给料系统214包括第二收集辊224、第二粘结辊226、以及围绕辊224和226结合的第二柔性基板228。
在示例性实现方式中，第一收集辊216和第二收集辊224分别与第一池206和第二池212相邻地设置，使得第一基板222和第二基板228接触溶液208的各个池206和212。每个池206和212包括悬浮在溶液208的表面232上的多个纳米管230。如此，当收集辊216和224引导第一基板222和第二基板228经过溶液208的表面232时，第一基板222和第二基板228收集位于其附着表面234上的纳米管230。此外，第一纳米管收集设备202和第二纳米管收集设备204可操作为，以有助于在不同的、大体平行方向上在每个基板222和228上基本上对齐纳米管230。例如，如以下更详细描述的，收集设备202和204包括预对齐装置235，该预对齐装置235有助于纳米管230在溶液208的每个池206和212中的对齐。
溶液208可以是使NMS制造系统200如本文描述地发挥作用的任何溶液。例如，溶液208被选择为具有足够的表面张力，以使得当表面232的表面区域(未示出)被改性时，纳米管230能够基本上对齐。示例性的溶液包括(但不限于)表面活性剂水溶液。
第一粘结辊218和第二粘结辊226设置在溶液208的池206和212的下游，使得第一基板222和第二基板228的第一部分236的上面收集有纳米管230。如本文中使用的，“下游”是指沿着各传输带式给料系统210和214的NMS的制造流程的方向238。粘结辊218和226彼此相邻地设置，使得基板222和228会合，以推动各基板222和228上的纳米管230在限定于其间的第一界面240处接触。如此，来自各基板222和228的纳米管230用于形成从粘结辊218和226释放的纳米管网状结构(NMS)242。
NMS制造系统200还包括有助于联接纳米管230以形成NMS 242的第一能量源244。具体地，第一能量源244将能量246向着第一界面240引导，以在第一界面240将纳米管230热结合在一起。第一能量源244可以是使NMS制造系统200能够如本文中描述地发挥作用的任何能量源。示例性的能量源包括(但不限于)X射线能量源、可见光能量源、红外能量源、紫外能量源、和/或电子束能量源。在替代实现方式中，通过加热粘结辊218和226使得热在第一界面240处通过第一基板222和第二基板228传递到纳米管230来热结合纳米管230。
在示例性实现方式中，NMS制造系统200包括在第一界面240的下游结合的NMS收集装置248。具体地，NMS收集装置248包括直接或间接地结合到包括NMS 242的第一基板222的第二部分252的卷取辊250。卷取辊250压靠第二部分252，以有助于将NMS 242从第一基板222释放。如此，卷取辊250收集在第一界面240处形成并且从粘结辊218和226释放的基本上连续的NMS 242。此外，张紧辊220结合在卷取辊250的下游。张紧辊220确保第一基板222保持压靠卷取辊250，并且确保第一基板222环绕辊216、218和220保持张紧。
在一些实现方式中，第二能量源254用于制造多层纳米管网状结构(NMS)(未示出)。具体地，第二能量源254将能量246向着限定在NMS 242的仍然与第一基板222结合的那部分与NMS 242的已经与卷取辊250结合的那部分之间限定的第二界面256引导。如此，根据卷取辊250的旋转来选择多层NMS中的层的数量。此外，在一个实现方式中，卷取辊250可沿着其旋转轴(未示出)平移，这有助于制造管状、多层纳米管网状结构(未示出)。根据卷取辊250的旋转速度和/或卷取辊250沿着其旋转轴的平移速度来选择管状、多层纳米管网状结构中的NMS层的数量。如此，可在使用或不使用来自第二能量源254的能量246的情况下，形成多层NMS。
在操作中，第一预对齐装置237推动第一池206中的纳米管230使之抵靠第一基板222的附着表面234。如以下更详细描述的，第一预对齐装置237确保与第一基板222结合的纳米管230基本上在第一方向(图3中未示出)上对齐。第一收集辊216接着在第一旋转方向258上旋转，以从溶液208中拉出纳米管230并且在第一基板222上形成纳米管230的第一层260。
当第一纳米管收集设备202收集第一基板222上的纳米管230时，第二纳米管收集设备204基本上同时操作，以收集第二基板228上的纳米管230。具体地，第二收集辊224在第二旋转方向262上旋转，以从溶液208中拉出纳米管230并且在第二基板228上形成纳米管230的第二层264。如以下更详细描述的，第二收集辊224以有助于将与第二基板结合的纳米管230基本上在第二方向(图3中未示出)上对齐的速率，从第二池212中拉出纳米管230。在一些实现方式中，第二池212中的第二预对齐装置239有助于在第二收集辊224从第二池212中拉出纳米管230之前将纳米管230在第二方向上预对齐。
第一收集辊216和第二收集辊224基本上连续旋转，使得第一基板222和第二基板228将纳米管230的层260和264向着粘结辊218和226引导。当第一层260和第二层264到达第一界面240时，第一能量源244启动，将能量246向着第一界面240引导。在示例性实现方式中，选择向着粘结辊218和226引导第一层260和第二层264的速率和/或能量246的强度，以确保来自各层260和264的纳米管230彼此热结合，以形成NMS 242。接着，将NMS 242向着卷取辊250朝下游引导。更具体地，NMS 242保持结合到第一基板222，第二基板228的第二部分266释放NMS 242并且基本上不具有纳米管230。接着，将第二基板228的第二部分266再向着第二池212引导，使得能够在第二基板228上收集另外的纳米管230。
在一些实现方式中，第一基板222和第二基板228由不同材料形成，以使NMS 242能够保持接合到第一基板222，并且使NMS 242能够脱离第二基板228。另选地，第一基板222和/或第二基板228具有表面处理或具有不同的表面粗糙度，使得相比于第二基板228，NMS242能更好地粘附于第一基板222。
如上所述，卷取辊250压靠第一基板222和/或与第一基板222连接的NMS 242，以在上面收集基本上连续的NMS 242。具体地，NMS 242结合到卷取辊250，卷取辊260在第二旋转方向262上旋转，以有助于NMS 242从第一基板222脱离。接着，将第一基板222的第三部分268向着第一池206重新引导，以使第一基板222上能够收集到另外的纳米管230。如此，第一基板222和第二基板228由能够基本上连续用于NMS制造系统200中的任何弹性材料构成。在替代实现方式中，第一基板222和第二基板228由一次性和/或单次使用的材料构成。
图4是第一纳米管收集设备202的放大示意图示，图5是第一预对齐装置237的俯视图。在示例性实现方式中，第一预对齐装置237包括至少部分地浸没在溶液208的第一池206中的可移动臂270。具体地，可移动臂270至少部分地延伸到溶液208的表面232下方，以使可移动臂270能够对着第一基板222将表面232上悬浮的纳米管230基本上在第一方向272上对齐。例如，可移动臂270向着第一基板222平移，这样导致纳米管230在相对于彼此基本平行的方向上对齐。
此外，通过相对于由第一基板222从第一池206拉出溶液208的方向274横向地延伸的纳米管230来限定第一方向272。具体地，引导第一基板222的附着表面234以形成溶液208内的速率梯度276的速率来经过第一池206内的表面232。如此，包括基本上在第一方向272上对齐的纳米管230的溶液208的膜278被从第一池206拉出并且结合到第一基板222的附着表面234。
图6是第二纳米管收集设备204的放大示意图示，图7是可用于第二纳米管收集设备204的第二预对齐装置239的俯视图。在示例性实现方式中，第二基板228和/或第二收集辊224在第二旋转方向262上的旋转致使悬浮在第二池212的表面232上的纳米管230基本上在第二方向280上对齐。通过相对于由第二基板228从第二池212拉出溶液208的方向274基本上平行延伸的纳米管230来限定第二方向280。具体地，引导第二基板228的附着表面234以形成溶液208内的速率梯度276的速率经过第二池212内的表面232。如此，包括基本上在第二方向280上对齐的并且彼此基本上平行对齐的纳米管230的溶液208的膜278被从第二池212拉出并且结合到第二基板228的附着表面234。
参照图7，在一些实现方式中，第二预对齐装置239有助于借助第二基板228从第二池212拉出纳米管230之前，将纳米管230在第二方向280上预对齐。具体地，第二预对齐装置239包括一对可移动臂271，这对可移动臂271至少部分延伸到溶液208的表面232下方，以使可移动臂271能够将悬浮在表面232上的纳米管230基本上在第二方向280上对齐。例如，可移动臂271向着彼此平移，这导致纳米管230在相对于彼此平行的方向上对齐。
本文中描述的实现方式涉及生产能力比其它已知系统大的纳米管网状结构制造系统。该系统包括第一纳米管收集设备和第二纳米管收集设备，第一纳米管收集设备和第二纳米管收集设备基本上同时操作，以在不同方向上收集纳米管，并且组合纳米管，形成纳米管网状结构。各纳米管收集设备还基本上连续地操作，以能够形成基本上连续的纳米管网状结构。此外，该系统包括纳米管网状结构收集装置，该收集装置有助于用基本上连续的网状结构形成多层纳米管网状结构。如此，本文中描述的系统和方法有助于有效制造可在各种实际应用中实现的纳米管网状结构。
另外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1：一种用于制造纳米管网状结构的系统，该系统包括：
第一纳米管收集设备，其包括第一基板，所述第一基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第一方向上对齐的多个纳米管；
第二纳米管收集设备，其包括第二基板，所述第二基板被构造成在其附着表面上收集基本上在第二方向上对齐的多个纳米管，其中，所述第一纳米管收集设备和所述第二纳米管收集设备被构造成将所述多个纳米管在界面处进行组合；
第一能量源，其被构造成将能量向着所述多个纳米管之间的所述界面处引导，其中，所述能量被构造成将所述多个纳米管相联接以形成纳米管网状结构。
条款2.根据条款1所述的系统，其中，所述第一纳米管收集设备和所述第二纳米管收集设备基本上同时操作。
条款3.根据条款1所述的系统，其中，所述第一纳米管收集设备和所述第二纳米管收集设备被构造成将纳米管的层基本上连续地朝向所述界面引导。
条款4.根据条款1所述的系统，所述系统还包括纳米管网状结构收集装置，所述纳米管网状结构收集装置联接到所述界面的下游，所述纳米管网状结构收集装置被构造成收集形成在所述界面处的纳米管网状结构。
条款5.根据条款4所述的系统，其中，所述纳米管网状结构收集装置包括卷取辊，其中，当所述卷取辊旋转时，所述纳米管网状结构被收集。
条款6.根据条款1所述的系统，其中，位于所述界面上游的所述第一基板的第一部分包括纳米管的第一层，位于所述界面下游的所述第一基板的第二部分包括纳米管网状结构。
条款7.根据条款1所述的系统，其中，位于所述界面上游的所述第二基板的第一部分包括纳米管的第二层，位于所述界面下游的所述第二基板的第二部分基本上不具有纳米管。
条款8.根据条款1所述的系统，其中，所述第一能量源被构造成将所述多个纳米管在所述界面处热结合在一起，以形成所述纳米管网状结构。
条款9.一种用于收集纳米管的设备，所述设备包括：
溶液池，其包括悬浮在所述溶液的表面上的多个纳米管；
给料系统，其被构造成连续引导包括附着表面的基板经过所述溶液的表面，其中，当所述给料系统引导所述附着表面经过所述溶液的表面时，所述多个纳米管以基本上平行的方向结合到所述附着表面。
条款10.根据条款9所述的设备，其中，所述给料系统被构造成以如下速率引导所述附着表面经过所述溶液的表面：该速率致使所述多个纳米管在从所述池中拉出所述溶液的方向上基本上对齐。
条款11.根据条款9所述的设备，所述设备还包括预对齐装置，所述预对齐装置被构造成对齐所述多个纳米管，使其基本上横向于从所述池中拉出溶液的方向延伸。
条款12.根据条款11所述的设备，其中，所述预对齐装置包括可移动臂，所述可移动臂被构造成推动所述多个纳米管使之抵靠所述附着表面。
条款13.根据条款9所述的设备，其中，所述给料系统包括至少一个辊，其中，当所述至少一个辊旋转时，所述基板被连续引导经过所述溶液的表面。
条款14.根据条款9所述的设备，其中，所述基板包括位于所述池下游的第一部分和位于所述池上游的第二部分，所述给料系统被构造成引导所述第一部分远离所述池并且将所述第二部分向着所述池重新引导。
条款15.一种形成纳米管网状结构的方法，所述方法包括：
连续引导包括第一附着表面的第一基板经过包括悬浮于溶液的表面上的多个纳米管的所述溶液的第一池的表面，使得所述多个纳米管在第一方向上结合到所述第一附着表面；
将处于所述第一方向的多个纳米管与处于第二方向的多个纳米管组合，所述多个纳米管在限定于其间的界面处组合；
将所述多个纳米管在所述界面处热结合，以形成所述纳米管网状结构。
条款16.根据条款15所述的方法，所述方法还包括在所述多个纳米管结合到所述第一附着表面之前，将所述第一溶液池中的所述多个纳米管在所述第一方向上对齐。
条款17.根据条款16所述的方法，其中，预对齐所述多个纳米管包括将可移动臂向着所述第一基板平移，以将所述多个纳米管在相对于彼此基本上平行的方向上对齐。
条款18.根据条款15所述的方法，其中，连续引导第一基板包括将所述第一基板结合到所述至少一个辊，其中，当所述至少一个辊旋转时，所述第一基板被连续引导经过所述溶液的表面。
条款19.根据条款15所述的方法，所述方法还包括连续引导包括第二附着表面的第二基板经过包括悬浮于第二溶液池的表面上的多个纳米管的所述第二溶液池的表面，所述第二基板以如下速率经过所述溶液的表面：该速率致使所述第二溶液池中的所述多个纳米管在从所述池中拉出所述溶液的方向上基本上对齐。
条款20.根据条款19所述的方法，所述方法还包括在所述多个纳米管结合到所述第二附着表面之前，将所述第二溶液池中的所述多个纳米管在所述第二方向上对齐。
条款21.根据条款20所述的方法，其中，预对齐所述第二溶液池中的所述多个纳米管包括将一对可移动臂向着彼此平移，以将所述多个纳米管在相对于彼此基本上平行的方向上对齐。
条款22.根据条款15所述的方法，其中，热结合所述多个纳米管包括将能量向着所述界面处的所述多个纳米管引导。
条款23.根据条款15所述的方法，所述方法还包括将所述第一基板的基本上不具有纳米管的那部分向着溶液池重新引导。
本书面描述使用示例公开了包括最佳模式的各种实现方式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践各种实现方式，包括制成和使用任何装置或系统并且执行任何具体化方法。本公开的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与权利要求书的字面语言不同的结构元件，或者它们包括与权利要求书的字面语言略有不同的等同结构元件，则它们旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (12)

1.一种用于制造纳米管网状结构(242)的系统(200)，所述系统(200)包括：
第一纳米管收集设备(202)，该第一纳米管收集设备包括第一基板(222)，所述第一基板被构造成在该第一基板的附着表面(234)上收集在第一方向(272)上对齐的多个纳米管(230)；
第二纳米管收集设备(204)，该第二纳米管收集设备包括第二基板(228)，所述第二基板被构造成在该第二基板的附着表面(234)上收集在第二方向(280)上对齐的多个纳米管(230)，其中，所述第一纳米管收集设备(202)和所述第二纳米管收集设备(204)被构造成将所述多个纳米管(230)在限定于它们之间的界面(240)处进行组合；
第一能量源(244)，该第一能量源被构造成将能量向着所述多个纳米管(230)之间的所述界面(240)引导，其中，所述能量被构造成将所述多个纳米管(230)相联结以形成所述纳米管网状结构(242)。
2.根据权利要求1所述的系统(200)，其中，所述第一纳米管收集设备(202)和所述第二纳米管收集设备(204)被构造成将纳米管的层连续地向着所述界面(240)引导。
3.根据权利要求1所述的系统(200)，所述系统还包括纳米管网状结构收集装置(248)，所述纳米管网状结构收集装置联接到所述界面(240)的下游，所述纳米管网状结构收集装置(248)被构造成收集在所述界面(240)处形成的所述纳米管网状结构(242)。
4.根据权利要求1所述的系统(200)，其中：
所述第一基板(222)的位于所述界面(240)上游的第一部分(236)包括纳米管(230)的第一层(260)，并且所述第一基板(222)的位于所述界面(240)下游的第二部分(252)包括所述纳米管网状结构(242)；并且
所述第二基板(228)的位于所述界面(240)上游的第一部分(236)包括纳米管(230)的第二层(264)，并且所述第二基板(228)的位于所述界面(240)下游的第二部分(252)不具有纳米管。
5.根据权利要求1所述的系统(200)，其中，所述第一能量源(244)被构造成将所述多个纳米管(230)在所述界面(240)处热结合在一起，以形成所述纳米管网状结构(242)。
6.一种形成纳米管网状结构(242)的方法，所述方法包括：
连续引导包括第一附着表面(234)的第一基板(222)经过包括悬浮于溶液(208)的表面上的多个纳米管(230)的所述溶液(208)的第一池(206)的表面，使得所述多个纳米管(230)在第一方向(272)上结合到所述第一附着表面(234)；
将处于所述第一方向(272)的所述多个纳米管(230)与处于第二方向(280)的多个纳米管(230)组合，所述多个纳米管(230)在限定于它们之间的界面(240)处被组合；和
将所述多个纳米管(230)在所述界面(240)处热结合，以形成所述纳米管网状结构(242)。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括在所述溶液(208)的第一池(206)中的所述多个纳米管(230)被结合到所述第一附着表面(234)之前，将所述多个纳米管(230)在所述第一方向上预对齐。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，连续引导第一基板(222)的步骤包括将所述第一基板(222)结合到至少一个辊(216)，其中，当所述至少一个辊(216)旋转时，所述第一基板(222)被连续引导经过所述溶液(208)的表面。
9.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括连续引导包括第二附着表面(234)的第二基板(228)经过包括悬浮于溶液(208)的第二池(212)的表面上的多个纳米管(230)的溶液(208)的第二池(212)的表面，所述第二基板(228)以如下速率经过所述溶液(208)的表面：所述速率致使溶液(208)的所述第二池(212)中的所述多个纳米管(230)在从所述第二池(212)中拉出所述溶液(208)的方向上对齐。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括在溶液(208)的所述第二池(212)中的所述多个纳米管(230)被结合到所述第二附着表面(234)之前，将所述多个纳米管(230)在所述第二方向(280)上预对齐。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，热结合所述多个纳米管(230)的步骤包括将能量向着位于所述界面(240)处的所述多个纳米管(230)引导。
12.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括将所述第一基板(222)的不具有纳米管(230)的那部分向着溶液(208)的所述第一池重新引导。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018071847A1 (en) * 2016-10-14 2018-04-19 Bulk Nano Processing Llc Rotary filter apparatus for roll-to-roll nanomaterial dispersion papermaking

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802837A (en) * 1986-11-14 1989-02-07 Kurt Held Apparatus for producing processed wood material panels
CN1756716A (zh) * 2003-05-30 2006-04-05 富士施乐株式会社 碳纳米管器件及该器件的制造方法和碳纳米管转印体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2242492B2 (de) * 1972-08-29 1977-12-22 Maschinenfabrik J. Dieffenbacher Gmbh & Co, 7519 Eppingen Kontinuierlich arbeitende presse
US5372493A (en) * 1993-05-13 1994-12-13 Rodgers; Gary C. Continuous casting apparatus using two moving belts
EP2239794A3 (en) 1999-07-02 2011-03-23 President and Fellows of Harvard College Nanoscopic wire-based devices, arrays, and methods of their manufacture
JP3823784B2 (ja) 2001-09-06 2006-09-20 富士ゼロックス株式会社 ナノワイヤーおよびその製造方法、並びにそれを用いたナノネットワーク、ナノネットワークの製造方法、炭素構造体、電子デバイス
JP2006176362A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Fuji Xerox Co Ltd カーボンナノチューブ薄膜の製造方法
US20090110897A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Keith Daniel Humfeld Nanotube mesh
US8455055B1 (en) 2007-10-26 2013-06-04 The Boeing Company Aligning nanotubes
US8784603B2 (en) 2008-04-28 2014-07-22 Florida State University Research Foundation, Inc. Actuator device including nanoscale fiber films
US20120251794A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 Miao Hsin Yuan Plate having a carbon nanotube layer and manufacturing method thereof
CN103342351B (zh) 2013-07-10 2015-02-18 昆明纳太能源科技有限公司 一种大规模制备定向排列的巴基纸的方法与装置
JP5490957B1 (ja) * 2013-10-25 2014-05-14 清二 加川 放熱フィルム、並びにその製造方法及び装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802837A (en) * 1986-11-14 1989-02-07 Kurt Held Apparatus for producing processed wood material panels
CN1756716A (zh) * 2003-05-30 2006-04-05 富士施乐株式会社 碳纳米管器件及该器件的制造方法和碳纳米管转印体

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