CN110650918A - 碳纳米管复合体及其制造方法 - Google Patents

碳纳米管复合体及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110650918A
CN110650918A CN201880031221.1A CN201880031221A CN110650918A CN 110650918 A CN110650918 A CN 110650918A CN 201880031221 A CN201880031221 A CN 201880031221A CN 110650918 A CN110650918 A CN 110650918A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cnts
carbon nanotube
layer
base layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880031221.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110650918B (zh
Inventor
井上铁也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Zosen Corp filed Critical Hitachi Zosen Corp
Publication of CN110650918A publication Critical patent/CN110650918A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110650918B publication Critical patent/CN110650918B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/005—Reinforced macromolecular compounds with nanosized materials, e.g. nanoparticles, nanofibres, nanotubes, nanowires, nanorods or nanolayered materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碳纳米管复合体及其制造方法，可反复地维持高摩擦状态。碳纳米管复合体(1)具备：被覆有非晶碳的垂直取向性碳纳米管(40)、以及固定所述垂直取向性碳纳米管(40)的基体层(10)。垂直取向性碳纳米管(40)的取向方向上的端部(20a)从基体层(10)露出。

Description

碳纳米管复合体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种碳纳米管复合体及其制造方法。
背景技术
作为现有技术，公知有利用碳纳米管的粘接部件。
例如，专利文献1公开了一种在基材上固定有碳纳米管集合体的粘接部件。就专利文献1公开的粘接部件而言，在将其它物体载置于粘接部件时，会在碳纳米管与其它物体之间作用范德华力，从而使其它物体粘接于粘接部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公报“专利第5199753号公报(2013年2月15日登记)”
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是，关于专利文献1公开的粘接部件，当载置有其它物体时碳纳米管会弯曲，导致相邻的碳纳米管彼此凝聚。因此，专利文献1公开的粘接部件存在不能反复地粘接其它物体的问题。
本发明一个方式的目的在于，实现一种能够反复地维持高摩擦状态的碳纳米管复合体。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明一个方式的碳纳米管复合体具备：被覆有非晶碳的垂直取向性碳纳米管、以及固定所述垂直取向性碳纳米管的基体层，所述垂直取向性碳纳米管的取向方向上的至少一端从所述基体层露出。
(三)有益效果
根据本发明的一个方式，能够实现一种能够反复地维持高摩擦状态的碳纳米管复合体。
附图说明
图1表示本发明实施方式1的碳纳米管复合体的结构，其中，(a)是碳纳米管复合体的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。
图2是上述碳纳米管复合体所具备的碳纳米管的一端的放大图。
图3表示在上述碳纳米管复合体载置有其它物体的状态，其中，(a)是碳纳米管复合体的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。
图4的(a)～(f)是说明上述碳纳米管复合体的制造方法的示意图。
图5是表示从上述碳纳米管复合体中露出碳纳米管的区域形状的另一例的图。
图6是表示作为实施方式1的碳纳米管复合体的变形例的碳纳米管复合体的结构的剖视图。
图7的(a)～(d)是说明上述碳纳米管复合体的制造方法的示意图。
图8表示本发明实施方式2的碳纳米管复合体的结构，其中，(a)是碳纳米管复合体的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。
图9的(a)～(f)是说明上述碳纳米管复合体的制造方法的示意图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
参照附图对本发明实施方式1的碳纳米管复合体1进行说明。以下将碳纳米管简记为“CNT”，并将碳纳米管复合体简记为“CNT复合体”。另外，在本说明书中，“A～B”表示“A以上、B以下”。
(碳纳米管复合体1的结构)
参照图1和图2对CNT复合体1的结构进行说明。
图1表示CNT复合体1的结构，其中，(a)是CNT复合体1的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。
如图1的(a)和(b)所示，CNT复合体1具备基体层10和垂直取向性碳纳米管40。
基体层10由作为高分子材料的弹性材料(例如橡胶)形成，大致呈长方体形状。例如，基体层10可以由天然橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等形成。如图1所示，基体层10具备第一面10a、以及与第一面10a对置的第二面10b。
垂直取向性CNT40由在一定的方向上取向的多个CNT20构成。换言之，垂直取向性CNT40也被称为CNT组。图2是CNT20的一端的放大图。如图2所示，CNT20在管层21上被覆有非晶层22。
管层21的外径(图2所示的L1)是10nm～12nm，长度是50μm～200μm，且管层21由5～10层构成。也可以说管层21是未被覆后述的非晶层22的普通的CNT。
非晶层22由非晶碳构成。如图2所示，非晶层22被覆于管层21的径向的外表面。非晶层22的厚度(图2所示的L2)是5～10nm。优选非晶层22不与在相邻的CNT20上被覆的非晶层22重叠。
如图1所示，CNT复合体1的多个CNT20(即，垂直取向性碳纳米管40)在从第一面10a朝向第二面10b的方向上取向并固定(浸渍)于基体层10(换言之，即多个CNT20在规定的方向上取向并嵌入)。即，从第一面10a朝向第二面10b的方向与CNT20的取向方向相同。CNT20的取向方向的一个端部(一端)20a从基体层10的第一面10a露出。换言之，即垂直取向性CNT40的取向方向上的至少一端从基体层10的第一面10a露出。在CNT复合体1中，端部20a从基体层10的第一面10a朝向外部突出1μm～50μm。关于多个CNT20，优选是在垂直于取向方向的剖面上每1cm2形成有109～1010根。在本实施方式的CNT复合体1中，如图1的(a)所示，在包含第一面10a的面上，露出CNT20的区域D的形状为长方形状。
(碳纳米管复合体1的使用例)
接下来，参照图3对CNT复合体1的使用例进行说明。图3表示在CNT复合体1载置有其它物体30的状态，(a)是CNT复合体1的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。
如图3的(a)和(b)所示，在CNT复合体1中露出CNT20的部位载置有其它物体30的情况下，CNT20的端部20a与其它物体30的表面接触。此时，CNT20的外径非常小，为几十nm，因此端部20a陷入(刺入)其它物体30的表面。其结果为，在CNT复合体1与其它物体30之间会产生非常高的摩擦力(夹紧力)(实际测量与铜板的静止摩擦系数时，静止摩擦系数是0.7～0.8)。
在此，如上所述，本实施方式的CNT20在管层21上被覆有非晶层22。由此，可抑制当CNT20被其它物体30沿取向方向施加压力而挠曲时在相邻的CNT20彼此之间因范德华力而发生凝聚。其结果为，当所述压力解除时，CNT20可恢复原有的取向状态。其结果为，CNT复合体1能够反复地维持高摩擦状态。
另外，就CNT20而言，由于在管层21上被覆有非晶层22，因此与未被覆非晶层22的CNT相比强度和弹性较高。其结果为，能够使得在被其它物体30沿取向方向施加压力时CNT20不易发生弯折，且当所述压力解除时CNT20可恢复原有的取向状态。
而且，由于多个CNT20进行了取向，因此在包含第一面10a的面上CNT20露出的区域D具有较高的防水性。其结果为，CNT复合体1即使在其它物体30被水润湿的情况下夹紧力也不会降低，能够在CNT20的端部20a与其它物体30之间产生较高的摩擦力(夹紧力)。
另外，由于在基体层10固定有CNT20，因此能够提高基体层10的耐磨性。
由于基体层10由弹性材料构成，因此本实施方式的CNT复合体1可用于例如鞋(例如运动鞋)的鞋底、乒乓球拍的胶面。
应用本实施方式的CNT复合体1的鞋由于能够在鞋与地面之间产生较大的摩擦力而能够可靠地向地面传力。另外，由于CNT20如上所述具有防水性，因此即使在地面润湿的情况下也不会打滑，能够获得相对于地面的较大的夹紧性。
应用本实施方式的CNT复合体1的乒乓球拍能够在球拍与乒乓球之间产生较大的摩擦力。其结果为，能够打出施加了较强旋转的球，另外，也能够容易地回击对方打来的施加了较强旋转的球。
此外，本实施方式的CNT复合体构成为端部20a从基体层10的第一面10a朝向外部突出，但是本发明的CNT复合体不限于此。即，本发明的CNT复合体只要是CNT20的取向方向的至少一个端部20a从基体层10的第一面10a露出即可，在本发明的一个方式的CNT复合体中，可以构成为由多个CNT20的取向方向的一个端部20a形成的面、与基体层10的第一面10a形成于同一面。此时也能够使CNT20的端部20a与其它物体30的表面接触，因此能够在CNT复合体1与其它物体30之间产生非常高的摩擦力。
另外，虽然在本实施方式中是基体层10由弹性材料形成的结构，但是本发明的基体层不限于此。在本发明的一个方式的CNT复合体中，也可以是基体层10由弹性材料以外其它的高分子材料构成。例如，基体层10可以由树脂(热塑性树脂、热固性树脂)、或者金属构成。另外，CNT复合体1也可用作可重复使用的粘接部件。
(碳纳米管复合体1的制造方法)
接下来，参照图4对本实施方式的CNT复合体1的制造方法进行说明。
图4的(a)～(f)是说明CNT复合体1的制造方法的示意图。
本实施方式的CNT复合体1的制造方法包括：碳纳米管制作工序(CNT制作工序)、高分子材料涂覆工序、以及转印工序。
如图4的(a)所示，CNT制作工序是在基板B1上制作多个CNT20的工序，所述CNT20被覆有非晶碳并在一定的方向(垂直于基板B1的方向)上取向。
基板B1是薄钢板(例如厚度为20μm～几mm的程度的不锈钢板)。基板B1经过清洗(例如碱清洗)之后，在上表面涂覆二氧化硅、氧化铝等钝化膜，并在该钝化膜的上表面涂覆金属的催化剂颗粒。该催化剂颗粒的金属例如是铁(Fe)、钴(Co)或者镍(Ni)。
在CNT制作工序中，首先将基板B1导入维持于规定的真空度(例如是3kPa～50kPa，优选为3kPa～10kPa)的加热室中，并在混合气体(例如是氮气与氢气的混合气体)气氛中使基板B1的温度上升至第一温度(例如是640℃～720℃)。
接着，向基板B1的上表面供给原料气体(例如乙炔、甲烷、丁烷等低级烃气体)。由此，使管状的碳层(即CNT、管层21)在基板B1的上表面的催化剂颗粒上生长至期望的高度(长度)。
接着，在上述混合气体气氛下，使基板K的温度上升至比所述第一温度高的第二温度(例如是780℃～840℃)。
接着，再次向形成于基板B1的CNT供给上述原料气体。由此，可在管层21的外表面形成规定量的非晶碳(即，非晶层22)。之后，一边向基板B1供给上述混合气体一边使基板B1缓慢冷却，从而在基板B1上制作在管层21上被覆有非晶碳(非晶层22)并在一定的方向(垂直于基板B1的方向)上取向的多个CNT20(即，垂直取向性碳纳米管40)。
如图4的(b)所示，高分子材料涂覆工序是在基板B2上涂覆弹性材料(即，基体层10)的前体溶液P1的工序。
转印工序(固定工序)是将在基板B1上制作的多个CNT20(即，垂直取向性碳纳米管40)向涂覆于基板B2上的基体层10(换言之，即弹性材料的前体溶液P1)转印的工序。具体而言，在转印工序中，首先，如图4的(c)所示，沿着图4的(c)所示的箭头方向，将在基板B1上制作的多个CNT20向涂覆于基板B2上的弹性材料的前体溶液P1压入(插入)。由此，如图4的(d)所示，成为在弹性材料的前体溶液P1中插入了CNT20的状态。接着，对弹性材料的前体溶液P1进行加热(或者干燥)，从而使前体溶液P1固化。由此形成基体层10，并使多个CNT20固定于基体层10。
接着，使用例如切断器等将基板B1与CNT20分离，如图4的(e)所示那样，使基板B1从CNT20向图4的(e)的上方剥离。同样地，利用切断器等使基板B2与基体层10分离，使基板B2从基体层10向图4的(e)的下方剥离。由此将多个CNT20转印至基体层10。
通过以上方式，能够制造如图4的(f)所示那样CNT20的端部20a从基体层10的第一面10a露出的CNT复合体1。
此外，虽然在本实施方式的CNT复合体1中，是在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域D的形状为长方形状的方式，但是本发明的CNT复合体不限于此。在本发明的一个方式的CNT复合体中，可以通过对在CNT制作工序中形成的CNT20的集合体的形状进行控制，从而根据CNT复合体的使用目而任意地变更在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域的形状。另外，在本发明的一个方式的CNT复合体中，也可以将在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域设置于多个部位。
此外，在CNT制作工序中，通过对涂覆于基板B1上的催化剂颗粒的区域进行控制，从而能够对由在基板B1上制作的多个CNT20的端部20a所形成的区域(即，垂直取向性CNT40)的形状进行变更。由此，能够对在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域的形状进行适当变更。图5是表示在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域的形状的另一例的图。在CNT制作工序中，通过使涂覆于基板B1上的催化剂颗粒的配置呈环状(圆形状)或折线形状，从而能够如图5所示那样使在包含第一面10a的面上露出CNT20的区域的形状成为环状(图5所示的区域D1)或折线形状(图5所示的区域D2)。另外，能够如图5所示那样以在多个区域中露出多个垂直取向性CNT40的方式来进行设计。
＜变形例1＞
接下来，参照附图对作为实施方式1的CNT复合体1的变形例的CNT复合体1A进行说明。此外，为了便于说明，对于具有与在实施方式1中说明的部件相同的功能的部件标记相同的标记并省略对其的说明。
图6是表示CNT复合体1A的结构的剖视图。如图6所示，在CNT复合体1A中，多个CNT20(即，垂直取向性碳纳米管40)的取向方向的与一个端部20a相反的端部20b从基体层10的第二面10b露出。由端部20b形成的面与基体层10的第二面10b为同一面。由此，在CNT复合体1A中，在对置的两个面(即，包含第一面10a的面、以及包含第二面10b的面)中，能够使露出CNT20的部位成为高摩擦状态。
接下来，参照图7对本实施方式的CNT复合体1A的制造方法进行说明。图7的(a)～(d)是说明CNT复合体1的制造方法的示意图。
本实施方式的CNT复合体1的制造方法包括：CNT制作工序、高分子材料填充工序、高分子材料固化工序、以及剥离工序。此外，CNT制作工序与在实施方式1中说明的工序相同，因此省略说明。
如图7的(a)和(b)所示，高分子材料填充工序是通过使溶解于有机溶剂(例如丙酮)的弹性材料的前体溶液P1向在基板B1上制作的多个CNT20流入，从而将弹性材料的前体溶液P1填充于多个CNT20之间的工序。弹性材料的前体溶液P1是以端部20a从前体溶液P1向外部突出1nm～50nm的方式进行填充。此外，优选在高分子材料用填充工序中形成负压。由此，可容易地使弹性材料的前体溶液P1向多个CNT20流入。
高分子材料固化工序(固定工序)是通过对在高分子材料填充工序中填充于多个CNT20之间的弹性材料的前体溶液P1进行加热(或者干燥)而使前体溶液P1固化的工序。通过高分子材料固化工序，可如图7的(c)所示那样形成基体层10，并使多个CNT20(即，垂直取向性CNT40)固定于基体层10。
剥离工序是使用例如切断器等将基板B1与CNT20分离、并使基板B1从CNT20向图7的(c)的下方剥离的工序。
通过以上方式，能够制造如图7的(d)所示那样CNT20的一个端部20a从基体层10的第一面10a露出且CNT20的另一端部20b从基体层10的第二面10b露出的CNT复合体1A。
〔实施方式2〕
参照附图对本发明的另一实施方式进行如下说明。此外，为了便于说明，对于具有与在前述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的标记并省略对其的说明。
(碳纳米管复合体1B的结构)
参照图8对本实施方式的CNT复合体1B的结构进行说明。图8表示CNT复合体1B的结构，(a)是CNT复合体1B的俯视图，(b)是(a)中A-A线箭头方向的剖视图。如图8所示，CNT复合体1B具备基体层10A和CNT20。
基体层10A具备第一层11和第二层12。
第一层11由作为高分子材料的弹性材料(例如橡胶)形成。第一层11具备第一面11a、以及与第一面11a对置的第二面11b。第一面11a和第二面11b在CNT20的取向方向上层叠。
第二层12由作为高分子材料的树脂形成。第二层12具备相互对置的第一面12a和第二面12b。第一面12a与第一层11的第二面12b抵接。
在CNT复合体1B中，CNT20的一个端部20a从第一层11的第一面11a露出，并且CNT20的另一端部20b存在于第二层12的内部。
如上所述，本实施方式的基体层10A具备：由弹性材料形成的第一层11、和由树脂形成的第二层12。由此，CNT复合体1A在一侧具有弹性，并在另一侧强度较高。即，CNT复合体1B具有多个功能。
而且，在CNT复合体1B中，多个CNT20的位置存在于第一层11和第二层12的内部。由此，可使CNT20与第一层11和第二层12的接合牢固(换言之，即CNT20具有锚固效果)。由此，能够抑制第一层11与第二层12的剥离。
(碳纳米管复合体1B的制造方法)
下面，参照图9对本实施方式的CNT复合体1B的制造方法进行说明。图9的(a)～(f)是说明CNT复合体1B的制造方法的示意图。
本实施方式的CNT复合体1B的制造方法包括：碳纳米管制作工序(CNT制作工序)、第一高分子材料涂覆工序、第二高分子材料涂覆工序、转印工序、高分子材料固化工序、以及剥离工序。此外，CNT制作工序与实施方式1中的CNT制作工序相同，因此省略说明。
关于第一高分子材料涂覆工序，除了涂覆于基板B2的前体溶液是树脂(即，第二层12)的前体溶液P2这一点之外，与实施方式1中的高分子材料涂覆工序大致相同，因此省略详细的说明。
如图9的(a)和(b)所示，第二高分子材料涂覆工序是通过例如刮涂法在涂覆于基板B2上的树脂的前体溶液P2上涂覆弹性材料(即，第一层11)的前体溶液P1的工序。
转印工序是将在基板B1上制作的多个CNT20向涂覆于基板B2上的弹性材料的前体溶液P1和树脂的前体溶液P2转印的工序。具体而言，在转印工序中，首先，如图9的(c)所示，沿着图9的(c)所示的箭头方向(向下)，将在基板B1上制作的多个CNT20向涂覆于基板B2上的弹性材料的前体溶液P1和树脂的前体溶液P2压入。此时，压入进行到CNT20的端部20b到达树脂的前体溶液P2的内部为止。由此，如图9的(d)所示，成为在弹性材料的前体溶液P1和树脂的前体溶液P2中插入了CNT20的状态。
高分子材料固化工序是通过对弹性材料的前体溶液P1和树脂的前体溶液P2进行加热(或者干燥)而使前体溶液P1和前体溶液P2固化的工序。由此形成基体层10A，并使多个CNT20固定于基体层10A。
剥离工序是如图9的(e)所示那样使基体层10A(第二层12)从基板B2剥离并使多个CNT20从基板B1剥离的工序。具体而言，例如使用切断器等将基板B1与CNT20分离，使基板B1从CNT20向图9的(e)的上方剥离。同样地，利用切断器等使基板B2与基体层10A(第二层12)分离，使基板B2从基体层10A向图9的(e)的下方剥离。由此将多个CNT20转印至基体层10A。
通过以上方式，能够制造如图9的(f)所示那样CNT20的端部20a从基体层10A的第一层10的第一面10a露出且CNT20的另一端部20b存在于第二层12的内部的CNT复合体1B。
此外，虽然在本实施方式的CNT复合体1B中，是基体层10A由两层(第一层11和第二层12)构成，但是本发明的CNT复合体不限于此。在本发明的一个方式的CNT复合体中，也可以是基体层由三层以上构成。由此，能够使CNT复合体具备三个以上的功能(除了上述功能以外，还有散热功能、防水功能等)。因此，本发明的一个方式的CNT复合体也可用于散热材料等。在基体层由三层以上构成的情况下，可以是以CNT20存在于全部层的方式形成CNT复合体，也可以是以CNT20仅存在于形成CNT复合体表面的层的方式形成CNT复合体。另外，也可以是以CNT20存在于部分层的方式形成CNT复合体。
在上述各实施方式中是对将在基板B1上制作的多个CNT20转印到基体层之后使基板B1从CNT20剥离的方式进行了说明，但本发明的CNT复合体制作方法不限于此。在本发明的一个方式中，例如可以在使用切断器预先使多个CNT20从基板B1分离(剥离)并制作由多个CNT20构成的片材之后，使该片材状的CNT20转印(固定)于基体层。
本发明不限于上述各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同实施方式分别公开的技术方案适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
附图标记说明
1、1A、1B-碳纳米管复合体(CNT复合体)；10、10A-基体层；20-碳纳米管(CNT)；20a-端部；22-非晶层(非晶碳)；40-垂直取向性碳纳米管(垂直取向性CNT)。

Claims (5)

1.一种碳纳米管复合体，其特征在于，具备：
垂直取向性碳纳米管，其被覆有非晶碳；以及
基体层，其固定所述垂直取向性碳纳米管，
所述垂直取向性碳纳米管的取向方向上的至少一端从所述基体层露出。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管复合体，其特征在于，
所述基体层是通过沿所述取向方向层叠由互不相同的材料形成的至少两层而形成。
3.根据权利要求2所述的碳纳米管复合体，其特征在于，
所述垂直取向性碳纳米管存在于所述至少两层的内部。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的碳纳米管复合体，其特征在于，
所述基体层具备包含弹性材料的层。
5.一种碳纳米管复合体的制造方法，其特征在于，包括：
在基板上制作垂直取向性碳纳米管，并在该垂直取向性碳纳米管上被覆非晶碳的碳纳米管制作工序；以及
在基体层上固定所述垂直取向性碳纳米管的固定工序。
CN201880031221.1A 2017-05-12 2018-05-08 碳纳米管复合体及其制造方法 Active CN110650918B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017096059A JP6866227B2 (ja) 2017-05-12 2017-05-12 カーボンナノチューブ複合体およびその製造方法
JP2017-096059 2017-05-12
PCT/JP2018/017836 WO2018207795A1 (ja) 2017-05-12 2018-05-08 カーボンナノチューブ複合体およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110650918A true CN110650918A (zh) 2020-01-03
CN110650918B CN110650918B (zh) 2022-12-30

Family

ID=64105584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880031221.1A Active CN110650918B (zh) 2017-05-12 2018-05-08 碳纳米管复合体及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200165135A1 (zh)
JP (1) JP6866227B2 (zh)
KR (1) KR20200007859A (zh)
CN (1) CN110650918B (zh)
DE (1) DE112018002464T5 (zh)
WO (1) WO2018207795A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111420375A (zh) * 2020-04-03 2020-07-17 东莞市博恩碳纤维制品科技有限公司 一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法
CN111564635A (zh) * 2020-04-22 2020-08-21 北京科技大学 一种柔性可拉伸锌聚合物电池及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080145616A1 (en) * 2006-07-10 2008-06-19 Morteza Gharib Method for selectively anchoring large numbers of nanoscale structures
CN101562148A (zh) * 2009-04-24 2009-10-21 北京大学 一种用碳纳米管实现上下两层导电材料垂直互连的方法
US20100098904A1 (en) * 2005-10-27 2010-04-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Single-walled carbon nanotubes and methods of preparation thereof
CN101959793A (zh) * 2008-03-07 2011-01-26 日立化成工业株式会社 碳纳米管的制造方法及碳纳米管的制造装置
CN103328376A (zh) * 2010-09-22 2013-09-25 爱信精机株式会社 碳纳米管制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3804594B2 (ja) * 2002-08-02 2006-08-02 日本電気株式会社 触媒担持基板およびそれを用いたカーボンナノチューブの成長方法ならびにカーボンナノチューブを用いたトランジスタ
JP2005126323A (ja) * 2004-11-15 2005-05-19 Nec Corp 触媒担持基板、それを用いたカーボンナノチューブの成長方法及びカーボンナノチューブを用いたトランジスタ
JP4604223B2 (ja) * 2004-11-18 2011-01-05 三菱重工業株式会社 カーボン材料の製造方法及びその製造装置
JP4701431B2 (ja) * 2006-01-06 2011-06-15 独立行政法人産業技術総合研究所 異なる密度部分を有する配向カーボンナノチューブ・バルク構造体ならびにその製造方法および用途
JP5199753B2 (ja) 2008-07-01 2013-05-15 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ集合体の製造方法
JP5412848B2 (ja) * 2009-01-27 2014-02-12 株式会社豊田中央研究所 微細構造材料の製造方法
US20150093322A1 (en) * 2012-04-27 2015-04-02 Showa Denko K.K. Method for purifying multi-walled carbon nanotubes
JP6155176B2 (ja) * 2012-11-26 2017-06-28 国立大学法人 岡山大学 カ−ボンナノチュ−ブ集合体の製造方法
JP6071763B2 (ja) * 2013-06-05 2017-02-01 日立造船株式会社 カーボンナノチューブシートの製造方法及びカーボンナノチューブシート
JP6115372B2 (ja) * 2013-07-22 2017-04-19 東レ株式会社 カーボンナノチューブ集合体、カーボンナノチューブ集合体の合成方法、樹脂組成物、導電性エラストマー組成物および分散液
JP2016122570A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 東レ株式会社 導電性複合体およびその製造方法
WO2016136826A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 日立造船株式会社 カーボンナノチューブ高密度集合体およびカーボンナノチューブ高密度集合体の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100098904A1 (en) * 2005-10-27 2010-04-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Single-walled carbon nanotubes and methods of preparation thereof
US20080145616A1 (en) * 2006-07-10 2008-06-19 Morteza Gharib Method for selectively anchoring large numbers of nanoscale structures
CN101959793A (zh) * 2008-03-07 2011-01-26 日立化成工业株式会社 碳纳米管的制造方法及碳纳米管的制造装置
CN101562148A (zh) * 2009-04-24 2009-10-21 北京大学 一种用碳纳米管实现上下两层导电材料垂直互连的方法
CN103328376A (zh) * 2010-09-22 2013-09-25 爱信精机株式会社 碳纳米管制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QUANG N. PHAM等: "Effect of growth temperature on the synthesis of carbon nanotube arrays and amorphous carbon for thermal applications", 《PHYS.STATUS SOLIDI A.》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111420375A (zh) * 2020-04-03 2020-07-17 东莞市博恩碳纤维制品科技有限公司 一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法
CN111420375B (zh) * 2020-04-03 2021-06-22 东莞市博恩碳纤维制品科技有限公司 一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法
CN111564635A (zh) * 2020-04-22 2020-08-21 北京科技大学 一种柔性可拉伸锌聚合物电池及其制备方法
CN111564635B (zh) * 2020-04-22 2021-10-22 北京科技大学 一种柔性可拉伸锌聚合物电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110650918B (zh) 2022-12-30
JP6866227B2 (ja) 2021-04-28
WO2018207795A1 (ja) 2018-11-15
KR20200007859A (ko) 2020-01-22
JP2018193257A (ja) 2018-12-06
US20200165135A1 (en) 2020-05-28
DE112018002464T5 (de) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220072825A1 (en) Graphene based heat sink and method for manufacturing the heat sink
US9095639B2 (en) Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods
US9453120B2 (en) Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods
JP4971071B2 (ja) カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法
Zhao et al. Interfacial energy and strength of multiwalled-carbon-nanotube-based dry adhesive
US20090181239A1 (en) Carbon nanotube-based composite material and method for fabricating the same
US20110048625A1 (en) METHOD FOR THE REDUCTION OF GRAPHENE FILM THICKNESS AND THE REMOVAL AND TRANSFER OF EPITAXIAL GRAPHENE FILMS FROM SiC SUBSTRATES
TW201736255A (zh) 碳納米管複合材料及碳納米管複合材料的製造方法
CN110650918B (zh) 碳纳米管复合体及其制造方法
CN101927998A (zh) 石墨烯晶片、制造石墨烯晶片的方法、释放石墨烯层的方法和制造石墨烯器件的方法
WO2009072478A1 (ja) カーボンナノチューブ含有導電体の製造方法
JP4812380B2 (ja) カーボンナノチューブの整列方法、及びそれを利用した電界放出素子の製造方法
TWI487033B (zh) 製備奈米碳管薄膜及薄膜電晶體的方法
JP2016170123A (ja) ひずみセンサ
JP2012004547A (ja) ナノメタルインクを用いる導体パターンの形成方法
KR101937370B1 (ko) 투명 전도성 건식 접착 필름 및 이의 제조방법
TWI667823B (zh) 有機發光二極體的製備方法
KR101337027B1 (ko) 그래핀 구조물의 제조 방법
US8119504B2 (en) Method for transferring a nano material from a substrate to another substrate
WO2018179668A1 (ja) フィラー・樹脂複合体、フィラー・樹脂複合体の製造方法、フィラー・樹脂複合層、および、フィラー・樹脂複合体の使用方法
Itoh et al. Patterning of polyimide/single-walled carbon nanotube composite and its electrical properties
WO2018042783A1 (ja) 導電部材、導電性成形体、電気・電子関連部材、導電性組成物、および導電部材の製造方法
CN116925692A (zh) 垂直碳纳米管阵列/类金刚石薄膜复合黏附材料、制备方法及应用
Soldano et al. Electro-mechanically robust, flexible carbon nanotube-PDMS composite for high performance field emission
WO2016205698A1 (en) Systems and methods for implementing robust carbon nanotube-based field emitters demonstrating enhanced field emission characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant