TW201941916A - 奈米纖維片組合件 - Google Patents

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TW201941916A TW108101006A TW108101006A TW201941916A TW 201941916 A TW201941916 A TW 201941916A TW 108101006 A TW108101006 A TW 108101006A TW 108101006 A TW108101006 A TW 108101006A TW 201941916 A TW201941916 A TW 201941916A
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Abstract

奈米纖維片組合件包括至少一奈米纖維片和用以改良在該組合件內之該奈米纖維片的物理持久性的至少一奈米纖維格網或網絡。奈米纖維片組合件保留該奈米纖維片對氣相物質之滲透性。這使奈米纖維片組合件能技術施加以包括用於配置在氣相物質中之微米級或奈米級粒子的濾器。

Description

奈米纖維片組合件
本揭示內容通常關於奈米纖維。尤其，本揭示內容係關於奈米纖維片組合件。
奈米纖維或碳奈米管之“叢”係指實質彼此平行地安置在一基材上且實質與該基材表面垂直地定向的奈米纖維或碳奈米管的陣列。奈米纖維叢可以用多種方式之任一者形成，包括藉由將觸媒粒子放置在成長基材上，在爐中加熱該基材及觸媒粒子，且將燃料化合物供應給該經加熱之觸媒和基材。奈米纖維(常垂直地)從該觸媒粒子成長成實質平行之陣列。可將奈米纖維叢拉伸成奈米纖維片。
實例1包括一種奈米纖維片之加工方法，該方法包含：將水和有機溶劑之溶液提供給經懸吊的奈米纖維片；且將該經懸吊之奈米纖維片曝露於水和該有機溶劑之溶液微滴，其中該曝露使該經懸吊之奈米纖維片的非固定部分收縮。
實例2包括實例1之標的，其進一步包含將經收縮且懸吊之奈米纖維片曝露於水和另外有機溶劑之另外溶液微滴，其中該另外溶液具有比水和該有機溶劑之該溶液更高濃度之該另外有機溶劑，該曝露使該非固定部分進一步收縮；並將該進一步收縮之非固定部分曝露於包括低於2體積%之水的有機溶劑的液滴。
實例3包括實例2之標的，其中將該經懸吊之奈米纖維片曝露於水和該有機溶劑之溶液的液滴使該經懸吊的奈米纖維片收縮成具有第一直徑的奈米纖維束。
實例4包括實例3之標的，其中將具有該第一直徑之奈米纖維束曝露於該另外溶液之液滴使該具有第一直徑之奈米纖維束進一步收縮至比該第一直徑小之第二直徑；及將該奈米纖維束曝露於包括少於2%水之該另外有機溶劑的液滴使該具有第二直徑之奈米纖維片收縮至比該第二直徑小之第三直徑。
實例5包括實例4之標的，其中該第一直徑是至少7 μm且該第三直徑是小於3 μm。
實例6包括前述實例之任一者的標的，其中在該曝露之前，該奈米纖維片包含併列在共同方向上之多個奈米纖維以形成連續片在該非固定部分中。
實例7包括前述實例之任一者的標的，其中該有機溶劑是異丙醇。
實例8包括前述實例之任一者的標的，其中該溶液是50體積%水和50體積%異丙醇。
實例9包括任何實例8之標的，其中該曝露使該奈米纖維片收縮成多個奈米纖維束，該等束界定具有500微米至1000微米之平均間隙尺寸的多個間隙。
實例10包括實例8之標的，其中平均束直徑是5 μm至15 μm。
實例11包括前述實例之任一者的標的，其中該經曝露之奈米纖維片對具有550 nm波長之輻射具有至少86%的透射率。
實例12包括前述實例之任一者的標的，其中該溶液進一步包含具有200 nm之平均直徑的銀奈米粒子，且其中該經曝露之奈米纖維片對具有550 nm波長之輻射具有99%的透射率。
實例13包括實例1-7之任一者的標的，其中該溶液是25體積%異丙醇和75體積%水。
實例14包括實例1-7、13之任一者的標的，其中該曝露使該奈米纖維片收縮成多個奈米纖維束，該等束界定具有600 μm至1800 μm之平均間隙尺寸的多個間隙。
實例15包括實例1-7、13、14之任一者的標的，其中平均束直徑是12 μm至100 μm。
實例16包括實例1-7之任一者的標的，其中該溶液是75體積%異丙醇和25體積%水。
實例17包括實例1-7、16之任一者的標的，其中該曝露使該奈米纖維片收縮成多個奈米纖維束，該等束界定具有100 μm至250 μm之平均間隙尺寸的多個間隙。
實例18包括實例1-7之任一者的標的，其中該溶液是超過98體積%異丙醇。
實例19包括實例1-7、18之任一者的標的，其中將該奈米纖維片曝露於該溶液使該奈米纖維片之非固定部分的厚度收縮至千分之一，同時仍連續。
實例20包括實例1-7、18、19之任一者的標的，其中將該奈米纖維片曝露於該溶液使該奈米纖維片之非固定部分藉由緻密化，從厚度至少100微米收縮成厚度少於30 nm，同時仍是連續。
實例21包括實例1-20之任一者的標的，其進一步包含將奈米粒子施加至該奈米纖維之緻密化的非固定部分，該奈米纖維片之緻密化的非固定部分在施加該奈米粒子後仍是連續的。
實例22包括實例1-21之任一者的標的，其中該奈米纖維片包含第一奈米纖維片和第二奈米纖維片，且進一步地，其中該第一奈米纖維片包含具有界定對應多個居間的間隙的多個奈米纖維束的不連續奈米纖維片，且該第二奈米纖維片包含配置在該不連續奈米纖維片上的連續奈米纖維片。
實例23包括實例22之標的，其進一步包含將另一奈米纖維片施加至該不連續奈米纖維片之與該連續奈米纖維片相對的面上。
實例24包括實例1至23之任一者的標的，其中該曝露包含將該奈米纖維片曝露於在周圍壓力及20℃至30℃下所提供之該溶液微滴。
實例25包括實例1-24之任一者的標的，其進一步包含在該曝露前，將奈米粒子懸浮在該溶液中，其中該曝露進一步包含將該奈米纖維片曝露於包含該等奈米粒子之該奈米纖維片。
實例26包括實例1-25之任一者的標的，其中該奈米纖維片包含一第一奈米纖維片(其包含第一經收縮之非固定部分)和第二奈米纖維片(其包含第二經收縮之非固定部分)，且進一步地，其中該第一奈米纖維片被堆疊在該第二奈米纖維片上以使該第一經收縮之非固定部分與該第二經收縮之非固定部分重疊。
實例27包括實例26之標的，其中將該第一奈米纖維片之奈米纖維定向在第一方向上，將該第二奈米纖維片之奈米纖維定向在與該第一方向不同之第二方向上，因此形成經堆疊之奈米纖維組合件。
實例28包括實例27之標的，其中該第一方向和該第二方向是正交的。
實例29包括前述實例之任一者的標的，其進一步包含在將該經懸吊之奈米纖維片曝露於水和該有機溶劑之溶液之前將該經懸吊之奈米纖維片曝露於純IPA蒸氣，其中將該經懸吊之奈米纖維片曝露於純IPA使該奈米纖維片緻密化，卻不形成間隙或束。
實例30包括前述實例之任一者的標的，其中將該經懸吊之奈米纖維片曝露於該溶液微滴，其係包含該溶液之氣溶膠。
實例31包括前述實例之任一者的標的，其進一步包含將該奈米纖維片之周邊安裝至框架以形成該經懸吊之奈米纖維片，該奈米纖維片具有重疊該框架之經貼合的周邊及在該框架內之該非固定部分。
實例32包括前述實例之任一者的標的，其中該溶液是純IPA與來自周圍大氣之水氣的平衡量的水。
實例33是一種奈米纖維片之加工方法，該方法包含：將相隔一間隙且具有第一節距的至少二奈米纖維片懸吊在框架中；及將該經懸吊的奈米纖維片曝露於溶劑液滴，其中該曝露使該經懸吊的奈米纖維片的非固定部分收縮成束且相隔第二節距。
實例34包括實例33之標的，其進一步包含藉由處理奈米纖維叢而製造該至少二奈米纖維片，該處理包含將該叢之奈米纖維曝露於雷射以形成一條經處理之奈米纖維，其分開第一條未處理之奈米纖維和第二條未處理之奈米纖維，其中該第一條和該第二條具有該第一節距。
實例35包括實例34之標的，其中曝露於該雷射之該奈米纖維條不被拉伸成奈米纖維片。
實例36包括實例33-35之任一者的標的，其中該溶劑是100%水之氣溶膠。
實例37包括實例33至36之任一者的標的，其中該溶劑是100%水之氣溶膠。
實例38包括實例33至37之任一者的標的，其中該間隙是1 mm至4 mm。
實例39包括實例33至38之任一者的標的，其中該束直徑對該節距的比率是0.003至0.005。
實例40是一種方法，其包含處理奈米纖維叢以包括不能被拉伸成叢之該奈米纖維叢之一部位，該部位分開第一條與第二條該奈米纖維片在第一節距；將該第一條和該第二條拉伸成在該第一節距之第一奈米纖維片和第二奈米纖維片；將該第一奈米纖維片和該第二奈米纖維片裝設在框架上；及將該第一奈米纖維片和該第二奈米纖維片曝露於溶劑以形成第一奈米纖維束和第二奈米纖維束之第一格網，該第一奈米纖維束與該第二奈米纖維束係在第二節距。
實例41包括實例40之標的，其進一步包含重複實例36之方法以形成第二格網。
實例42包括實例41之標的，其進一步包含將該第一格網放置在該第二格網上以形成組合件。
實例43包括實例40-42之任一者的標的，其中該第一節距是0.5 mm至1 cm。
實例44包括實例40至43之任一者的標的，其中該第二節距是在2000 μm至2100 μm之間。
實例45包括實例40至44之任一者的標的，其中該溶劑是水之氣溶膠，該曝露包含使用壓縮氣體以形成該氣溶膠。
實例46是一種奈米纖維組合件，其包含：第一奈米纖維格網，其包含第一奈米纖維束及與該第一奈米纖維束併列之第二奈米纖維束，該第一奈米纖維束具有第一束平均直徑且與該第二奈米纖維束相隔第一平均節距，該第一奈米纖維束具有0.0001至0.0048之第一束平均直徑對該第一平均節距的比率；在該第一奈米纖維格網上之第二奈米纖維格網，該第二奈米纖維格網包含與第四奈米纖維束併列之第三奈米纖維束，該第三奈米纖維束與該第四奈米纖維束相隔第二平均節距，該第三奈米纖維束具有第二束平均直徑且具有0.0001至0.0048之第二束平均直徑對該第二平均節距的比率；及在該第二奈米纖維格網上之奈米纖維片，其中該第一奈米纖維束與該第三奈米纖維束的夾角是在30°與90°之間。
實例47包括實例46之標的，其中該第一平均束直徑和該第二束平均直徑各是2 μm至11 μm。
實例48包括實例46-47之任一者的標的，其中該第一節距和該第二節距之一或多者是950 μm至2400 μm。
實例49包括實例46-48之任一者的標的，其中：該第一節距和該第二節距之一或多者是935 μm至975 μm；且該第一束直徑和該第二束直徑之一或多者是1.8 μm至2.0 μm。
實例50包括實例46-49之任一者的標的，其中該第一節距和該第二節距是1 mm至2 mm。
實例51包括實例46-50之任一者的標的，其中該第一束直徑和該第二束直徑是1.8 μm至2.0 μm。
實例52包括實例46-51之任一者的標的，其中被正交投射經過該奈米纖維組合件且波長為10 nm至125 nm之輻射的透射率大於90%。
實例53包括實例46-52之任一者的標的，其中該輻射係以100瓦至250瓦之功率透射。
實例54包括實例46-53之任一者的標的，其中波長為10 nm至125 nm之透射的輻射之強度在長為100 mm且寬為150 mm之該奈米纖維組合件之區域上具有小於0.5之3σ偏差。
實例55包括實例46-54之任一者的標的，其中被正交投射經過該奈米纖維組合件且波長為13.5 nm之輻射的透射率大於90%。
實例56包括實例46-55之任一者的標的，其中波長為13.5 nm之輻射的鏡面式散射小於1%。
實例57包括實例46-56之任一者的標的，其中該組合件之長度為90 mm至110 mm且寬度為140 mm至155 mm。
實例58包括實例46-57之任一者的標的，其進一步包含經貼合至該奈米纖維組合件之周圍的框架。
實例59包括實例46-58之任一者的標的，其進一步包含設置在該第一奈米纖維束、該第二奈米纖維束、該第三奈米纖維束、和該第四奈米纖維束之內的銀奈米粒子，該銀奈米粒子之直徑為50 nm或更小。
實例60包括實例46-59之任一者的標的，其進一步包含藉由在維度為10 μm至25 μm之該第一奈米纖維格網上的該第二奈米纖維格網所界定的間隙。
實例61包括實例46-60之任一者的標的，其中經過該組合件之波長為550 nm的輻射的透射率是至少86%。
實例62包括實例46-61之任一者的標的，其進一步包含平均直徑為100nm至250nm之銀奈米粒子，且其中該奈米纖維組合件對波長為550 nm之輻射具有99%的透射率。
概觀
奈米纖維片在一些情況下，即使當該等片是連續結構時，對氣體和氣體混合物(例如空氣、氬、氮)可為可滲透的。然而，這些連續片對固態或液態粒子可為不可滲透的。這能使奈米纖維片充作用於在氣相中所存在之固相粒子或液相微滴的濾器。然而，因為奈米纖維片通常在物理上是易碎的且當被空氣中之粒子接觸或甚至被氣流干擾(例如因空氣處置裝置、物體移動)將常皺褶、扭曲、或撕裂，奈米纖維片一般尚未用在濾器中。
在此揭示之技術能克服奈米纖維片之該物理精緻本質的一些方面而使奈米纖維片組合件能用於將液相或固相粒子從氣相中濾出。在此揭示之奈米纖維片組合件的具體例不僅改良奈米纖維片之物理持久性，也同時保留該奈米纖維片對氣相物質的滲透性，該滲透性會藉由將奈米纖維片放置在一般基材諸如連續聚合物片或連續玻璃片上而受抑制。另外，在此揭示之技術改良奈米纖維片之物理穩定性而因此在多種狀況及多種技術應用下改良其持久性。
本揭示內容之一些具體例包括用於從至少二奈米纖維片形成奈米纖維片組合件的技術。在該奈米纖維片組合件中之該等奈米纖維片的一或多者能曝露於至少二種不同溶劑之溶液的蒸氣及/或氣溶膠微滴。這能製造奈米纖維格網或奈米纖維網絡，彼等轉而能被用以改良放置於其上之第二奈米纖維片的機械穩定性。將理解：蒸氣和氣溶膠等詞在此交換地且同等地被使用，同時了解：在某些情況下，物質之這些不同相不管是單獨或互相結合皆能產生相同結果。
可基於該奈米纖維片之化學、表面能量、及/或疏水性選擇該至少二種溶劑。在一些具體例中，該溶液包括異丙醇(IPA)和水。可選擇該溶液之組成(例如IPA和水之相對比例)以控制奈米纖維片之厚度、表面形貌、奈米纖維片形成群組化之奈米纖維束的程度、及群組奈米纖維束(或“束”以供簡化)之間的間隙的平均尺寸及/或形狀。在一些實例中，在壓力及室溫(例如20℃-25℃)下所提供之純水微滴可在該奈米纖維片之纖維束之間產生大的縱軸間隙。在一些實例中，在室內壓力(亦即未以加壓氣體所加速)及在80℃-100℃之間的溫度下所提供之純水微滴可產生非成束且不包括間隙之緻密化的奈米纖維片。在一些實例中，可施加純IPA以緻密化(亦即在不使束和間隙形成下提高片之密度)奈米纖維片。不管是透過水蒸氣微滴或IPA微滴，緻密化一片可將奈米纖維片的厚度減少成千分之一倍之多，同時也保留該奈米纖維片之物理連續性(亦即不因該緻密化形成間隙)。在一些實例中，當在低於30℃之溫度及大於2 psi之壓力下提供時，在具有IPA之溶液中提高水量通常會增加間隙尺寸。
根據經加工以形成奈米纖維格網(例如藉由延長的類似長方形或正方形間隙所隔開的奈米纖維的平行束)或網絡(例如藉由不規則多邊形之間隙所隔開之奈米纖維之交連束的網狀物)的奈米纖維片的結構(其中奈米纖維之束在空間上被隔開)，直徑小到0.5微米、0.1微米、0.05微米、或0.005微米之粒子可被本揭示內容之具體例所捕獲。在一些實例中，可將二或多個網絡及/或格網放置在不同定向之另一者的上方。這些實例能產生奈米纖維篩，其間隙尺寸具有比在單一片及/或格網中所發現之間隙尺寸更小之寬度、長度、及/或面積。
在本揭示內容之其他技術中，具有至少二種不同溶劑之溶液的蒸氣微滴也可被調配以包括多種奈米粒子之任一者。根據在此所述之技術所加工之奈米纖維片組合件能具有高的輻射(包括光學的光)透射率與機械持久性之結合，這對單層奈米纖維片或藉由其他方法所製造之奈米纖維片組合件是不平常的。由於此種與輻射及氣體可透性結合之機械持久性，本揭示內容之奈米纖維片因此能被用於高光學之光透射率之氣體過濾器或基材。本揭示內容之奈米纖維片也展現高的輻射透射率，且透射高達80%或更高的入射光。在一些實例中，透射經過本揭示內容之一些具體例的輻射能使光偏振。除非另外描述，當在與該基材之平均平面垂直(正交)之方向上傳輸輻射時，輻射透射性被測量為穿過基材之輻射量。
在本揭示內容之其他技術中，奈米纖維組合件能藉由在一奈米纖維叢中“刻劃＂線或在不能紡成奈米纖維紗之奈米纖維叢中“刻劃＂條而被製造。此刻劃可藉由例如使用雷射或機械或熱處理該叢而進行。這些“不可紡絲之＂部位不同於能被紡成奈米纖維紗之奈米纖維叢的部位。可使用此技術以控制由該可紡絲之條所得之該奈米纖維束的寬度以及在奈米纖維組合件中之奈米纖維束之間的間隔(或“節距＂)。
相等地，在此之具體例可被稱為奈米纖維濾器、奈米纖維表膜、及/或奈米纖維薄膜。
在圖8-14之背景中呈現關於奈米纖維、奈米纖維叢、及奈米纖維片的資料，這些是在圖8-10之背景中的該奈米纖維片組合件的描述之後。

實例奈米纖維片組合件的結構
圖1A、1A’、1B及1C闡明在本揭示內容之奈米纖維片組合件中所用之實例組件的多種視圖。圖1A闡明第一奈米纖維片104之頂視圖且圖1A’闡明奈米纖維格網108(由第二奈米纖維片所形成)之奈米纖維束的頂視圖。可將該奈米纖維片104和該奈米纖維格網108組合在一起以形成在一些具體例中之奈米纖維片組合件。注意：這些圖和在以下描述之其他圖已經繪製以強調說明之清晰性且非按比例被繪製。
該奈米纖維片104可根據以下在圖11-14之背景中所描述之方法，從奈米纖維叢製造。如圖1A、1A’、1B及1C中顯示的，該奈米纖維格網108包括多個奈米纖維束112A、112B、112C(統稱為112)，彼等界定居間之間隙116A和116B(統稱為116)。該奈米纖維束112A、112B、112C係經由束群120連接至外圍。該束群120在前驅物奈米纖維片轉換成奈米纖維束112之配置時被形成為奈米纖維。例如，在一具體例中，奈米纖維片(與該奈米纖維片104不同但類似)可藉由裝設或連接該前驅物奈米纖維片之周邊至一框架而被加工成奈米纖維格網108。在一實例中，該框架充作遮罩，其防止該前驅物奈米纖維片之周邊曝露於後續加工(例如溶劑蒸氣)，同時使該前驅物奈米纖維片之內部能為非固定的(亦即在物理上不藉由任何其他結構所支撐且支撐其本身重量)。在另一實例中，該框架穩定化該前驅物奈米纖維片之周邊，因此當該片被曝露於溶劑蒸氣(或有機溶劑/水之溶液的蒸氣)時防止該奈米纖維片的周邊收縮。該奈米纖維片之該非固定部分然後能曝露於微滴及/或在該一或多種溶劑中之粒子。此曝露使該奈米纖維束112及居間之間隙116形成，如以下更詳細描述的。
該奈米纖維片104和該奈米纖維格網108二者之橫截面視圖係顯示在圖1B和1C中，該二圖不按比例繪製，而是被繪製以利說明。
圖2A、2B、和2C闡明本揭示內容之不同奈米纖維片組合件的頂視圖和橫截面視圖。本揭示內容之奈米纖維片組合件的一些實例能藉由結合與那些在圖1A、1A’、1B及1C中闡明者類似之元件而形成。例如，圖2A闡明奈米纖維組合件200之頂視圖。該奈米纖維組合件200包括奈米纖維格網108和奈米纖維片104。這些元件皆已在以上被描述。此二元件係彼此接觸放置以形成該奈米纖維組合件200。在一些實例中，該界面可以無黏合劑且物理接觸即足以形成該組合件200，因為該奈米纖維格網108和該奈米纖維片104在無另外之力、結構或組成物下，彼此貼合。在其他實例中，黏合劑可置於該奈米纖維格網108與該奈米纖維片104之間以助長膜連接。在另外的其他實例中，材料(諸如聚合物或黏合劑)可滲入該奈米纖維格網108和該奈米纖維片104之一或二者以助於穩固性連接。在圖2B中顯示該奈米纖維組合件200之一部份的橫截面。
在一些實例中，該奈米纖維格網108能充作用於該奈米纖維片104之結構載體。此結構載體能在反映外部擾亂(例如與氣流或在氣體中懸浮之粒子的接觸)時，防止其他易碎奈米纖維片104被撕裂、破壞、或非刻意的成束。在一實例中，該奈米纖維格網108藉由在該格網108之束112與該奈米纖維片104之間的物理接觸以幫助維持該奈米纖維片104之連續性。該物理接觸使該格網108之束112能對該奈米纖維片104提供穩定力，而能在反映擾動時反對該奈米纖維片104之皺褶、摺疊、及/或撕裂的傾向。該奈米纖維格網可包括開口，該開口是待支撐之該奈米纖維片的平均間隙面積的約2倍、約10倍、約100倍、或約1000倍。
如以上指明的，由於與該格網108接觸而加到該奈米纖維片104的穩定性使該奈米纖維組合件200能被用來作為允許氣體流經該奈米纖維片104但防止粒狀物質通過該奈米纖維片104的濾器。另外，因為該奈米纖維片組合件200對輻射之很多波長具有高透射率，不僅該奈米纖維組合件200能有效地防止甚至奈米尺寸粒子從該組合件之一側透射至另一側，彼能透射超過85%、90%、95%之入射光的一些波常。在很多技術應用和工業中，奈米尺寸粒子之有效過濾與高透射率的此結合是有利的。
圖2C闡明實例奈米纖維片組合件204之另一具體例的橫截面視圖。該奈米纖維片組合件204與該奈米纖維組合件200有很多共同的元件。例如，該奈米纖維片組合件204包括二個奈米纖維片104A和104B，二者被居間之奈米纖維格網108所隔開且接觸。如圖2C中所顯示之二奈米纖維片的包括能改良過濾率(亦即改良空氣所含之粒子濃度從該奈米纖維片組合件之一側相對另一側的降低)，改良機械穩定性(亦即降低每單位操作時間的損害可能性或在無損害下提高該奈米纖維片組合件所能耐受的粒子尺寸或衝擊力)，卻無輻射透射率之明顯降低。

奈米纖維片組合件之形成技術
奈米纖維片組合件(諸如在此所闡明者)之機械持久性是至少與藉由奈米纖維格網(或類似結構，諸如下述之奈米纖維網絡或奈米纖維篩)所提供之機械載體成比例。然而，形成具有所需之各束間的間隔或具有所需之束直徑(此二者皆能影響奈米纖維片組合件之機械穩定性)的奈米纖維格網可能是困難的。奈米纖維片曝露於水或有機溶劑常常造成該前述連續奈米纖維片之失控的收縮。此失控的收縮產生一種奈米纖維格網，該奈米纖維格網形成具有高度可變尺寸(例如不規則多邊形、圓形、橢圓形)之束和對應之間隙。由於奈米纖維格網具有太大或太可變之間隙尺寸以致不適合所需應用，此高的可變性能降低該過濾之有效性以及提高在製造期間之產率損失。
為克服此加工可變性，在此所揭示之技術包括溶劑溶液之使用，此能產生具有可選擇之束直徑及間隙寬度之奈米纖維格網。經選擇之維度可被產生以反映所施加之溶液的組成，結合所施加之溶液的溫度、粒子或該經施加之溶液的蒸氣微滴的速度、該蒸氣微滴之平均尺寸、該經施加之溶液的熱容量、及/或奈米纖維片曝露於該經施加之溶劑溶液的持續時間的一或多者。構成溶液及選擇其他製程參數(例如曝露時間、微滴速度、液滴溫度)以選擇間隙尺寸及/或束直徑使能形成具有更可預測之機械穩定性、更一致之間隙尺寸、更可預測之對輻射的透射率、及更可預測之顆粒過濾有效性的奈米纖維片組合件。
圖3闡明在本揭示內容之一些具體例中之用於製造具有可選擇之奈米纖維束直徑、間隙寬度、及束組態(例如格網、網絡、篩、或其組合)的奈米纖維片組合件的實例方法300。對應之圖4A至4F闡明經呈現以利說明該方法300之實例組態。
方法300藉由隨意地裝設304一奈米纖維片之周邊至框架或固定該奈米纖維片之一些或所有對向邊以在後續加工期間抗衡相向的收縮而開始。此組態係在圖4A中闡明。如所示的，該框架400和該奈米纖維片404被裝設在一起。此裝設產生與該框架400重疊之經裝設的周邊408。非固定部分412是在該周邊408內。
該奈米纖維片之該隨意裝設304(或一些或所有的對向邊的其他固定)可以用多種方式之任一者來進行。在一實例中，該奈米纖維片404在無任何機械或化學劑下，自然地貼合至該框架400。在另一實例中，該奈米纖維片之該經裝設的周邊408能在框架之二配合部分之間被衝擊，因此在後續加工期間防止該奈米纖維片404之該周邊408的收縮或移動。在另一實例中，使用黏合劑、黏合劑膜或帶、真空、電荷、或一些其他黏合措施，可將該奈米纖維片404之該周邊408貼合至一框架(例如框架400)。不管裝設方法為何，該裝設304防止在加工期間該奈米纖維片404之該經裝設周邊408的構形上的收縮或改變。裝設304為方便說明之故，也界定該奈米纖維片404之非固定部分412於該框架400內。此非固定部分412既不與該框架400直接接觸，也不與任何其他機械載體接觸，且因此不受成束的約束。該非固定部分412能支撐其本身重量而無撕裂、摺疊、或變形成非平面形狀。其他類型的裝設304能包括非框架的構造。
該方法300藉由提供308溶劑或溶劑混合物而持續。該溶劑混合物可以是任何數目之溶劑的組合物且可包括例如二、三或四種不同溶劑。在一組具體例中，該等溶劑之一是水且第二溶劑是與水互溶的有機溶劑。與水互溶之有機溶劑是在室溫下可溶解大於1%體積於水中的有機溶劑。與水互溶之溶劑的實例包括極性質子溶劑和極性非質子溶劑。合適溶劑之特定類別包括醇類、醛類及二醇類。在一些事例中，該互溶之溶劑是低分子量醇諸如異丙醇(IPA)、乙醇(EtOH)、甲醇(MeOH)、丙醇、丁醇或其混合物。在特別事例中，該溶劑是二級醇諸如異丙醇。可基於對奈米纖維格網所需之該奈米纖維束直徑和間隙寬度來選擇水與該有機溶劑之溶液的組成。在一實例中，該溶液是純IPA。在另一實例中，該溶液是水和異丙醇(IPA)之混合物。在另一實例中，該溶液是水和丙酮之混合物。在另外之另一實例中，該溶液是純水。
可使用多種技術將該溶劑及/或該等溶劑提供給該奈米纖維片。在一些實例中，技術改變該經施加溶液之溫度、該經施加之溶液之蒸氣微滴速度、該經施加之溶液微滴的平均尺寸(例如直徑)、及/或奈米纖維片曝露於粒子或該經施加之溶劑溶液的蒸氣微滴的持續時間的一或多者。例如，該液體(溶劑或諸溶劑，加上任何懸浮粒子)可以是氣溶膠形式，其包含懸浮於空氣中之該溶劑(或溶劑溶液)液滴。該氣溶膠微滴之平均直徑能為例如小於1 mm、小於100 μm、小於50 μm或小於20 μm。該氣溶膠能使用例如噴霧噴嘴、微泡、或超音波來製造。在其他事例中，可將該奈米纖維片放置在包含具有飽和之所關注的溶劑或諸溶劑的氣體環境的容器中。該溶劑能藉由例如冷卻該環境或冷卻該奈米纖維片本身而冷凝在該奈米纖維片上。在一些具體例中，當將該奈米纖維片導至該環境時，其能比該氣體環境冷。在一些事例中，可以使用氣相溶劑之混合物。例如，二種氣體環境皆能包括水和IPA二者。在一些事例中，這些溶劑混合物可呈共沸物形式共冷凝在該奈米纖維片上。
在一些實例中，在上述那些因素之外，對奈米纖維片結構(例如束直徑、各束之間的間隙尺寸、間隙尺寸之規則性)的效果還能受溶劑微滴之溫度以及該溶劑(或溶劑溶液)的熱容量所影響。例如，已觀察到：在無加速劑氣體(亦即“低速度”)之大氣壓下所提供之蒸氣化之水微滴(例如藉由加熱水至100℃所產生)能在不產生束和間隙下將片緻密化，尤其是經少於10秒、少於5秒或少於2秒之曝露時間。反而，已觀察到這些“高溫、低速度”之蒸氣化的水微滴會改良奈米纖維片之內聚性和抗張強度。亦即，一旦以上述“高溫/低速度”之蒸氣化的水微滴處理，該奈米纖維片被緻密化，且對成束和撕裂更具抗性。在一些實例中，這可能是由於提高在該緻密化之片內的纖維間的凡德瓦爾引力。當該奈米纖維片後續以更可能產生束之微滴(例如使用壓縮氣體所提供之微滴)處理時，此強度的提高有時也被觀察為比預期者更小的束直徑和更小的間隙尺寸。
雖然不希望侷限於理論，相信在一些具體例中，相對較低溫度之水蒸氣或具有較低熱容量/較低沸點之溶劑蒸氣，在周圍壓力下藉由100℃之水蒸氣所傳輸之熱可改良奈米纖維片被緻密化的能力。換言之，因為水之沸點比IPA之沸點高17.4℃(100℃對82.6℃)且水之熱容量幾乎比IPA多50%(在20℃下4.186焦耳/克-℃對2.68焦耳/克-℃)，藉由水滴比例如藉由IPA微滴，傳輸更多的熱至奈米纖維片。此熱能助長該片之緻密化而能進一步提高片之強度。如以上指明的，該溶劑微滴之較低溫度和溶劑液滴之較低速度也助長奈米纖維片的緻密化且較不可能產生束(或產生較小直徑的束及各束之間較小的間隙)。
為供說明之便，以下描述將專注於水和IPA之實例。將理解：如在此所述的，能將不同於水和有機溶劑的溶液施加至奈米纖維片，而無偏離本揭示內容之具體例。另外，將理解：選擇在以下詳述之三種溶液組成物以利描述且能選擇其他組成物以產生類似結果。
在一些實驗中，已觀察到：IPA對水之相對比例愈大，則在該奈米纖維格網之間隙尺寸愈小。在極端下，已觀察到：在低蒸氣微滴速度下被提供為高溫蒸氣的純IPA(亦即IPA蒸氣)在該框架內不形成間隙在該奈米纖維片內，而是緻密化該奈米纖維片之非固定部分且降低該片之表面形貌的高度。這在圖4B中概略闡明，其中當曝露於純IPA(非來自周圍環境之水氣的平衡量的水)之低速度微滴的蒸氣時，奈米纖維片416之厚度T對緻密化之奈米纖維片420之厚度T’能降低至千分之一之多。已觀察到：當在表1中顯示之實驗實例的背景下更詳細於以下描述之條件下，藉由純IPA溶液加工時，奈米纖維片之厚度能從100 μm減少至如25 nm之薄。光透射率也在以IPA處理後立即明顯地被改良且可提高多於50%、多於75%或多於90%。對高溫之低速度的水蒸氣已觀察到類似效果。
在其他極端下，已觀察到：在介於0℃與20℃之間的溫度下所傳輸且使用壓力(例如使用1 psi至5 psi所加壓之氣體)所加速之純水形成最大間隙在該框架中之該奈米纖維片之該非固定部分內。這在圖4C之平面視圖中概略闡明，該平面視圖闡明在奈米纖維片被曝露於水微滴時所形成之相對大且不規則的間隙。具有不規則間隙之此類型的奈米纖維片在此被稱為奈米纖維“網絡”。
在另外之其他實例中，可將第一溶劑或溶劑之第一溶液施加至在該框架中之該奈米纖維片的非固定部分。該第一溶劑或該第一溶液的施加之後是溶劑之不同組成物或溶劑溶液之一或多次分開的施加。可重複此技術以致不同組成之溶劑及/或溶劑溶液之多次施加逐漸減小由該奈米纖維片所形成之該束直徑。
在一實例中，80%水和20% IPA之溶液的第一組成物，能藉由壓縮空氣(例如空氣、氮、氬、二氧化碳、及/或其組合)，以氣溶膠形式被施加至該奈米纖維片，使該奈米纖維片形成如本文之其他地方描述之奈米纖維束。第二組成物(亦即等份之水和IPA(亦即50% IPA和50%水)的溶液)能以氣溶膠形式被施加至由該第一組成物之施加所形成之該等束。具有約100% IPA(例如至少98% IPA，或具有來自周圍氣體之溶在該IPA中平衡量的水)之第三組成物能以氣溶膠形式被施加至由該第二組成物之施加所形成之該等束。當施加至起初由如上述之該第一組成物之施加所形成之奈米纖維束時，該第二組成物及該第三組成物能逐漸地減小奈米纖維束之直徑。在第一、第二、和第三組成物各如上述被構成(80%水和20% IPA；50%水和50% IPA；100% IPA)的實驗實例中發現：在施加該第一組成物後所形成之奈米纖維束的直徑是7 μm。在此實驗實例中也發現：在施加具有純IPA之該第三組成物後該直徑減至2 μm。
隨意地，可將奈米粒子添加312至水和該有機溶劑之溶液。當以在該溶劑中之分散物形式被添加312至該奈米纖維片時，奈米粒子在其他利益之外，能增大藉由該奈米纖維束所界定之間隙尺寸，提高在該框架內之該奈米纖維片的導電性，且提高該奈米纖維片之抗機械破壞性。另外，因為該奈米粒子能形成膠態懸浮物在該溶液內，僅在起初需要攪動以分散且懸浮該等奈米粒子。能被添加312至該溶液之奈米粒子之說明性實例包括奈米薄片、奈米棒狀物、及球形奈米粒子，彼等具有多種金屬之任一者，尤其包括但不限於銀、銅、金、鐵、鎳、釹、鉑、鈀、石墨烯、石墨烯氧化物、富勒烯(fullerenes)、小的有機分子、聚合物、寡聚物、陶瓷溶膠凝膠前驅物。在一些情況下，該等粒子被包裝在該成束的奈米纖維中，而使該等粒子不曝露於能引起例如氧化的環境。
在其他具體例中，材料能被溶解在該溶劑中，而非被懸浮或分散。例如，可溶之銀鹽諸如硝酸銀能溶在水、IPA或彼之組合中。該硝酸銀溶液之氣溶膠能與該奈米纖維片接觸，沉積該硝酸銀在該奈米纖維上。然後該硝酸銀能在原位上反應以產生例如金屬銀。在一些其他實例中，原位反應(包括那些包含強酸、鹼、及/或達350℃之溫度者)能在奈米纖維片上及/或內進行以形成塗層及/或奈米粒子在該奈米纖維片上及/或內。
在另一實例中，大束(例如10 μm或更大)能藉由將該片連續曝露於主要為水之第一溶液且然後曝露於主要為IPA之第二溶液而製造，此二溶液能以藉由壓縮氣體(例如空氣、Ar、或N2 )所加速之微滴形式被提供。在一實例中，使用在2 psi與40 psi之間所加壓之氣體，將在室溫(例如在20℃與25℃之間)之水的該第一溶液(或至少80%水和另一溶劑之溶液)提供給奈米纖維片以使束和間隙形成。如以上指明的，通常水之濃度愈高，用以使水微滴加速之氣體的壓力愈高，及/或該經施加之微滴溫度愈低，則該等間隙及束愈大且愈均勻。將IPA之第二溶液(或至少80% IPA和另一溶劑之溶液)提供給該奈米纖維束。該第二溶液能由具有比水更高之蒸氣壓而可與水互溶之任何溶劑組成。該成束之奈米纖維片曝露於該第二溶液促進在該奈米纖維束中之任何殘餘的水由該第一溶液移除。水之此移除能藉由使束直徑進一步降低及因此使纖維間之凡得瓦爾力的強度提高而改良該束強度。
在其中將該奈米纖維片404裝設304至框架的實例中，將該奈米纖維片404及特別是該非固定部分412曝露316於所提供之溶液。在曝露316於該溶液(在該方法300之提供308元件中之上述形式的任一者)之後，該奈米纖維片404之該非固定部分412即能形成如上述之束和間隙以形成第一奈米纖維格網或網絡。也如上述，該束直徑和藉由該束所界定之間隙具有與例如水對有機溶劑之相對比例、該有機溶劑之組成、該經分散之粒子的粒度、及該溶液微滴之速度相關之尺寸和形狀。使奈米纖維片曝露316於具有任何組成之溶劑會將該片之奈米纖維拉在一起，因此使該片緻密化。然而，根據多項因素，此緻密化在該奈米纖維片之非固定部分的橫向上可以不是均一的。亦即，能將該片均勻地(如圖4B中闡明的)或非均勻地緻密化。尤其，非均勻的緻密化能使奈米纖維成束而形成在圖4C-4F所闡明之間隙。例如，當使用較高的奈米纖維叢(如從成長基材至在該成長基材上之該叢的經曝露表面所測量的)時，通常改良在橫向上該奈米纖維片之非固定部分的均勻性。例如，高度為200微米或更高之奈米纖維叢產生比高度為100微米之奈米纖維叢更均勻之非固定部分。
以下提供一些對測定奈米纖維束直徑、在奈米纖維束之間的間隙尺寸、及該等束本身之組態能有貢獻之因素。例如，如以上圖4B中顯示的，使用低速度IPA蒸氣施加純的IPA在一些實例中能僅將該奈米纖維片緻密化，且使該奈米纖維片連續且非成束。以此方式將片緻密化能改良抗張強度、持久性及/或降低本揭示內容之奈米纖維片組合件之各組件之任一者的間隙(及/或網目)尺寸。已顯示：在IPA和水之溶液(其中該IPA的濃度是50體積(vol.)%或更高且溫度在20℃與25℃之間)，該奈米纖維片能形成網絡，諸如在圖4C中所闡明者。在圖4C之網絡中顯示之間隙的平均寬度L1和L2在一些實例中可以在以下範圍之任一者內變化：在50 μm與100 μm之間；在5 μm與500 μm之間；在100 μm與1000 μm之間；250 μm至750 μm；750 μm至1000 μm；10 μm至25 μm；10 μm至50 μm；50 μm至100 μm。前述範圍之任一者的標準差可以在以下範圍之任一者之間：50 μm至100 μm；10 μm至250 μm；100 μm至500 μm。對於IPA和水之溶液(其中該IPA之濃度低於50 vol.%，亦即該水之濃度高於50 vol.%)，結構由網絡改變成如那些在圖4D、4E、和4F中所示的格網。與在圖4C中所闡明之網絡不同的，在圖4D、4E、和4F中所示的格網特徵在於奈米纖維之大約平行的束，其界定居間的間隙。圖4D闡明藉由曝露於具有高濃度水(例如高於75體積%)和相對低濃度之IPA(例如低於25體積%)的溶液所製造之奈米纖維格網422的一實例。在此實例中，關於424A和424B之奈米纖維束(藉由使該奈米纖維片曝露於該溶液所形成)係藉由具有尺寸D1之間隙所隔開。在一些實例中，D1可以在以下範圍之任一者內：400 μm至2500 μm；1000 μm至2000 μm；800 μm至2200 μm；600 μm至2000 μm。這些平均寬度D1之標準差例如可以是500 μm至800 μm。在一些具體例中，該等束424A、424B之直徑可以是5 μm至25 μm。在圖4E中闡明之另一實例中，IPA和水之濃度約相等，各是50體積%(在+/-5%內)。在此實例中，奈米纖維束之數目增加(428A、428B、428C)且在該奈米纖維束之間的間隙的間隔D2減小。例如，該間隙之間隔D2可以是100 μm至2000 μm且在該奈米纖維束428A、428B、428C之直徑可以是5 μm至20 μm。在另一實例中，該IPA濃度可以是75 vol.%且該水濃度可以是25 vol.%。在此實例中，該溶液使奈米纖維片形成格網430而非網絡，其中束432A、432B、432C、及432D藉由具有寬度D3之間隙所隔開。在實例中，D3可以是1 μm至250 μm且該等束432A、432B、432C、及432D之直徑可以是5 μm至15 μm。
除了該溶液的組成之外，其他因素也可以影響該奈米纖維束之平均直徑及藉由該奈米纖維束所界定之平均間隙尺寸。這些因素包括曝露於該溶液之該奈米纖維片的密度(例如質量/體積或奈米纖維之數目/體積)、該奈米纖維片之厚度、及該蒸氣之平均微滴尺寸及微滴尺寸分布。
另一因素是將該溶液微滴提供至該奈米纖維片時的速度。通常，已觀察到：利用正壓(亦即其速度大於在20℃與30℃之間的分子的布朗運動相關者)被供應之曝露於奈米纖維片的蒸氣微滴在奈米纖維束之間產生較大間隙。例如，當將該奈米纖維片密封在具有蒸氣(其微滴之速度僅歸因於與室溫(例如在20℃與30℃之間)相關之布朗運動)之室中，在該片內之奈米纖維束以及相關之間隙的形成被減少或消除，即使該奈米纖維片急遽地變薄(如以上指明的，例如多達1/1000)。
通常，接觸該奈米纖維片之微滴的較高速度、接觸該奈米纖維片之較大的微滴、接觸該奈米纖維片之溶液微滴中較高的水濃度、該奈米纖維片之較低的密度皆易使奈米纖維束之間的間隙尺寸增大。
在另一實例中，該奈米纖維片可能以一系列之連續施加的溶液處理，該等溶液皆具有較低之水濃度。此可能具有促進水從該等束(彼等起初藉由該奈米纖維片與水和溶劑之溶液接觸所形成)移除的效果。使該格網連續地曝露於具有逐漸降低之水含量的溶液也能具有減低該奈米纖維束之直徑的效果。例如，該奈米纖維片能以80%水和20% IPA之溶液處理，因此使奈米纖維束形成如上述之奈米纖維格網。然後，該格網之奈米纖維束能曝露於50%水和50% IPA之溶液。在此曝露後，該格網之奈米纖維束能進一步曝露於不含水之溶劑諸如100% IPA或100%丙酮。在該格網之奈米纖維束內之殘餘的水(其藉由具有較高水含量之溶液所預先沉積)能被該IPA(或丙酮)溶合且在該IPA(或丙酮)蒸發後立即移除。此製程之實驗實例在以下被描述。經施加至奈米纖維片及格網而水比例依次降低的其他溶液能包括乙二醇、IPA、和水之一或多者的組合。在另外之其他實例中，以本文所述之溶液之一或多者處理的該等束能在爐中加熱或在真空室內加工或二者，以移除該經施加之溶劑，而進一步減小束直徑。
能將至少一個奈米纖維格網裝設或堆疊320在奈米纖維片上以形成如上述之奈米纖維片組合件。在一些實例中，能將多於至少一個另外的格網(或網絡)堆疊在第一奈米纖維格網(或網絡)上以形成奈米纖維網目。該另外格網之奈米纖維束的定向在實例中能與該第一格網之奈米纖維束的定向平行，垂直或互相夾0°與90°之間的角度。在一些實例中，奈米纖維片及/或奈米纖維格網(或陣列)能以互相夾30°之角度堆疊以使入射輻射之散射最少化且提高透射率。在一些其他實例中，該經堆疊之奈米纖維片及/或奈米纖維格網能在相同方向上併列(基於構件奈米纖維的方向)以強化輻射偏光的方向。在一些實例中，該經堆疊之奈米纖維片及/或奈米纖維格網能在堆疊體中互相夾90°地定向以強化輻射偏光的正交方向。
二個經堆疊之格網的闡明出現在圖5A中。如所示，該組合件500包括懸吊在框架504中之非固定部分512、經裝設之周邊508、第一奈米纖維格網516(其具有水平定向之束)及第二奈米纖維格網520(其具有垂直定向之束)。在該圖5A中所闡明之實例中，將該二個奈米纖維片定向以致該等束形成奈米纖維束之正交陣列。在一些實例中，藉由該等束所界定之間隙W1、W2之尺寸可以在以下範圍之任一者內：10 μm至25 μm；25 μm至75 μm；200 μm至1500 μm；500 μm至1000 μm；200 μm至1100 μm；300 μm至1000 μm。實驗實例之格網的SEM顯微照片在圖5B和5C中出現。將會理解：在圖5A、5B、和5C中闡明且顯示之長方形及/或正方形的間隙並非必須而是僅供說明之目的，且奈米纖維網絡(其具有規則形狀及/或不規則多邊形之間隙)之組合可產生很多不同形狀之間隙。另外奈米纖維格網之堆疊能使該間隙尺寸及/或間隙形狀有效降低。例如，當具有類似平均間隙尺寸的三個格網以互相夾120°之角度被堆疊，該粒子尺寸之滯留率(當使用該格網作為濾器時)相較於正交排列之相同格網之二者小例如10%、20%或30%。另外，與三個堆疊的格網相關之間隙形狀可以是三角形或不規則多邊形(與主要是長方形及/或正方形相對)。
使用上述技術能使該第一奈米纖維格網516和該第二奈米纖維格網520彼此獨立地形成，或該第一奈米纖維格網516和該第二奈米纖維格網520能連續地形成。亦即，可使用該第一奈米纖維格網516作為將前驅物奈米纖維片放置於其上之基材。然後能使用上述技術以使該前驅物奈米纖維片變形成該第二奈米纖維格網520。
在圖5A、5B、及5C中顯示的具體例的替代變化型中，奈米纖維格網能根據上述技術調配且能將奈米纖維片貼合至該奈米纖維格網之任一面。此在圖6A和圖6B之橫截面視圖中概略描繪。如所示的，該組合件600包括奈米纖維格網608(或陣列)、框架604、及奈米纖維片612、616。
使用本文所述之技術的任一者能製備該奈米纖維格網608。例如，奈米纖維片，其為奈米纖維格網608之前驅物，能曝露於水和有機溶劑(例如IPA)之溶液，以使該前驅物奈米纖維片收縮成多個具有直徑D(其值也在本文之他處描述)之束，因此形成該奈米纖維格網608。分別具有厚度W3 和W4 之該等奈米纖維片612、616則放置在該奈米纖維格網608之反面上。該奈米纖維片612、616之一或二者能曝露於例如低速度之IPA(諸如純的IPA)微滴以使該厚度減至關於該經改良之片612’、614’的W3 ’和W4 ’，此二厚度如上述比W3 和W4 薄至千分之一之多。另外，能使該奈米纖維片612、616變絕緣性或傳導性以改變該組合件之電特性。例如，能使銀粒子沉積以改良傳導性或該片能以絕緣性聚合物塗覆以提高電阻。
在圖7中所闡明之替代方法700中，將奈米纖維片之邊緣裝設704至如上述之框架(或固定/固著至其他結構體)。然後該奈米纖維片曝露708於具有低速度(例如未利用正壓所供應者)之純IPA蒸氣微滴(例如包括不多於來自周圍環境之在該IPA中的平衡量的水)。如上述，純IPA及特別是低速度之純IPA微滴能使該奈米纖維片緻密化且不成束(如在圖4B中闡明的)。因為更緻密之奈米纖維片能提供具有相較於那些從較不緻密之片所製造者更小之間隙尺寸的網絡或格網，能使用經IPA緻密化之片以製造具有更小間隙且對外部擾動更耐用之奈米纖維組合件，因此改良該組合件作為濾器的利用性。雖然未在圖3中指明，將會理解：此緻密化同等地適用於該實例方法300。
在一具體例中，能將奈米粒子均勻地施加712在該奈米纖維片之該(等)表面上。在一實例中，這藉由在曝露708該奈米纖維片之前將該等奈米粒子於IPA或其他溶劑中，然後蒸發或者產生該奈米粒子IPA懸浮物的低速度氣溶膠而完成。該等奈米粒子包括前述之任一者。IPA與低速度IPA懸浮物微滴的組合使該等奈米粒子能在很多情況下能在該框架中均勻地沉積遍布該奈米纖維片之一或多個表面上，卻不使該奈米纖維片成束。
然後，具有該等奈米粒子均勻配置於其上之該奈米纖維片能曝露716於如上述之水和有機溶劑之溶液。這形成奈米纖維格網，其如上述能充作抑制在該奈米纖維片中之成束、撕裂、或孔洞形成或其他不連續性的格網或機械性載體。該溶液之該組成能根據所需之奈米纖維片的成束的程度(或換言之，輻射透射率之程度)來選擇。例如，能提供具有約相等比例之IPA和水(例如50 vol.% IPA和50%水)的溶液以形成在前述範圍之任一者內的間隙。可選擇地，也能提供純水以形成在前述範圍之任一者內的間隙。將理解：提高該微滴之提供速度會提高成束和輻射透射率(例如光學透光率)。也將理解：可施加溶液之其他組成物，不管是具有水和IPA之不同比例或由全然不同溶劑組成之溶液，卻不偏離本揭示內容之範圍。也如上述，能將至少另一個奈米纖維格網及/或奈米纖維片堆疊720在該格網上。

實驗實例
以下在表1和表2中之實驗結果闡明IPA/水之溶液組成對形成奈米纖維格網之不同態樣的影響。


在曝露於具有在表2中所列之組成的溶液之前，將在表2中以星號(*)指示之樣本曝露於純IPA之稠化蒸氣(對應於該方法700之元素708)。如上述，使奈米纖維片曝露於IPA之蒸氣以使該片緻密化會提高該片之密度，轉而在後續曝露於溶液之後產生較小的間隙尺寸(且使該結構更可能成為網絡)。

極紫外 (EUV) 輻射透明之奈米纖維濾器
在一些具體例中，本揭示內容之奈米纖維片組合件能在替代之實例方法中被製造以產製奈米纖維濾器，其防止奈米級粒子(例如直徑或長度小於150 nm，小於100 nm，小於50 nm，及/或小於30 nm)之透射，同時也透射多於75%，多於80%，多於85%，多於90%，多於95%的波長為10 nm至125 nm之輻射(常被稱為“極UV”、“EUV”、或“XUV”)的入射強度。在一實例中，透射多於75%，多於80%，多於85%，多於90%，多於95%之13.5 nm輻射之入射強度。另外，根據此替代實例方法所製備之奈米纖維濾器也可能是足夠機械耐用以能耐受具有1大氣壓之該濾器之一面對另一面的壓力差及/或在500 Hz之程度上的震動，同時維持足夠整體性以保留上述之該EUV和過濾性質。在一些實例中，至少100 mm×150 mm之本揭示內容的奈米纖維濾器會彎曲小於1 mm，小於0.5 mm，小於0.3 mm，小於0. 1 mm，以反映1 Pa至5 Pa之壓力，如從最大突出延伸至未突出之參考平面(例如與該奈米纖維濾器連接之框架的共平面部分)所測得者。在一些具體例中，本揭示內容之奈米纖維濾器能過濾直徑(或長度，若該粒子的形狀不是球形或橢圓形)小於200 nm、小於175 nm、或小於150 nm之粒子。在一些具體例中，本揭示內容之奈米纖維濾器能透射多於80%之“深紫外”或“DUV”入射輻射(其包括在10 nm與400 nm之間的波長，包括具有248 nm及/或193 nm之波長的準分子雷射)。在一些具體例中，本揭示內容之奈米纖維濾器能透射多於75%、多於80%、多於85%、或多於90%之紅外(“IR”)入射輻射(其包括700 nm至1 mm的波長)。在一些具體例中，本揭示內容之奈米纖維濾器能透射上述之EUV、DUV、及/或IR強度的任何組合。在透過本揭示內容之奈米纖維濾器時以上指示之該等波長(EUV、DUV、IR)之任一者或多者之經透射強度的變化(量化為“3σ”偏差)可能小於0.5、0.2、或0.1。另外，可在至少100瓦、150瓦、200瓦、250瓦、或更大之功率水平將入射輻射透射。
圖8是闡明用於製備如上述之EUV濾器的實例方法800的方法流程圖。該方法800如以上在圖7之背景和該實例方法700中描述的，開始於裝設804奈米纖維片之邊緣至框架。該經裝設之奈米纖維片然後曝露808於溶劑蒸氣。在不同的實例中，該溶劑能是100% IPA(其具有來自周圍環境之平衡量的水)；100%水；或具有IPA對水在下列範圍之任一者中的溶液：80：20；50：50；20：80；10：90；或其間之比例。在一些具體例中，使用上述方法能進行曝露808該奈米纖維片。在其他具體例中，藉由使用熱(例如等於或高於該溶劑及/或溶劑溶液之沸點的溫度)以蒸發該溶劑或溶劑溶液，能進行曝露808該奈米纖維片。在一些事例中，使用在1 psi、5 psi、10 psi、20 psi或其間之值之壓縮的氣體(壓縮的空氣、壓縮的氮、壓縮的氬)，能將該熱產生之蒸氣朝該奈米纖維片加速。通常，該壓力應夠高而使該蒸氣微滴能加速，但不應高到使該奈米纖維片能成束或撕裂。實驗性地，據發現：在大氣壓力下或藉由高達1 psi-1.5 psi之經壓縮氣體所加速之用以曝露該奈米纖維片的純水蒸汽(亦即至少100℃)不使該奈米纖維片成束，而是僅使該奈米纖維片緻密化。如以上說明的，雖然不希望被侷限於理論，蒸汽(亦即來自沸騰水之蒸氣)能將熱提供給奈米纖維片，使其緻密而非成束。類似地，蒸汽/比例為不多於20 vol.% IPA對至少80 vol.%水之IPA和水的溶液的蒸氣不引起成束，而是造成緻密化以減小該預緻密化之片的厚度達25%。這些處理皆被觀察為提高該奈米纖維片之抗張強度且在後續處理中提高抗成束性。如上述，可將奈米粒子隨意地施加812至該片。
圖9是一種闡明製備如上述之EUV濾器之另一實例方法900的方法流程圖。在一些實例中，根據該方法900所製備之EUV濾器具有比連續之經緻密化奈米纖維片相對降低之EUV輻射的散射，但仍提供奈米級粒子之過濾。在一些實例中，在13.5 nm之EUV散射小於入射輻射之1%，小於0.5%，或小於0.25%。
該方法900開始於處理904奈米纖維叢以使該奈米纖維叢包括不能被拉伸成奈米纖維片之奈米纖維部位。這些不能被拉伸成奈米纖維片之經處理部位與能使用下述之叢合成和片拉伸技術拉伸成奈米纖維片之奈米纖維叢的平行條狀物交替。在圖10A之平面視圖中顯示實例之經處理叢1000。該實例叢1000包括能拉伸成與奈米纖維片類似之條狀物1004A、1004B、和1004C之奈米纖維叢的部分。與條狀物1004A、1004B、和1004C交替的是該叢1000之部位1008A、1008B，此二部位已經處理904以致不能拉伸成片。處理904該叢1000以產生這些不能拉伸之部位1008A、1008B能包括以雷射或其他熱源燃燒在該等部位1008A、1008B中的奈米纖維、機械地擾動在等部位1008A、1008B中的奈米纖維等技術。一旦被處理904，該等部位1008A、1008B不能被拉伸成奈米纖維片。將理解：處理904無需限於雷射及/或燃燒處理，而是能包括任何能防止該等部位1008A、1008B被拉伸成片的處理技術。
該可拉伸之條狀物1004A、1004B、和1004C能分別具有寬度α1、α2、α3且分別是在第一節距β1、β2(中心至中心的距離)。在實例中，該寬度α1、α2、α3可以在以下範圍之任一者內：0.5 mm至10 cm；0.5 mm至1 cm；0.5 mm至3 cm；5 cm至10 cm。在實例中，該第一節距β1、β2可在以下範圍之任一者內：0.5 mm至10 cm；0.5 mm至1 cm；0.5 mm至3 cm；5 cm至10 cm。在一些實例中，可拉伸之條狀物的寬度(例如1004A、1004B、和1004C之任一者的寬度)對不可拉伸區(1008A、1008B)之寬度的比率是1：1。在其他實例中，可拉伸條狀物對不可拉伸區之寬度比率可為2：1、3：1、或更高。在其他實例中，此比率能被倒轉以致該不可拉伸條狀物之寬度大於可拉伸條狀物之寬度。例如，可拉伸之條狀物的寬度可以是1 mm且不可拉伸之條狀物的寬度可以是1 mm(亦即1：1之比率)。在另一實例中，可拉伸之條狀物的寬度可以是500 μm且不可拉伸之條狀物的寬度可以是1500 μm(亦即1：3之比率)。
然後使用下述之用於拉伸奈米纖維片之技術，從該可拉伸之奈米纖維條狀物1004A、1004B、和1004C拉伸908奈米纖維片。這在圖10B中闡明，該圖顯示被拉伸成類似奈米纖維片之條狀物1012A、1012B、和1012C的該等條狀物1004A、1004B、和1004C。如圖10B中也顯示的，該經處理904區1008A、1008B不因上述該處理被拉伸成奈米纖維片。圖10B也顯示經安裝912在框架1016上之該等奈米纖維條狀物1012A、1012B、和1012C。此安裝912及該框架1016類似於那些特別在以上圖3、4A、和5A之背景中所述者。
然後將經安裝912在框架1016上之該等奈米纖維條狀物1012A、1012B、和1012C曝露916於溶劑以形成該奈米纖維束之第一格網1018。這在圖10C中闡明。如上述，曝露916該等奈米纖維條狀物1012A、1012B、和1012C使該等條狀物在移除該溶劑(或如上述之溶劑溶液)後，即收縮且緻密化成束1020A、1020B、1020C。在圖10C中指示為γ1和γ2之在該等束1020A、1020B、1020C之間的第二節距分別是節距β1和β2之函數。類似地，該等束1020A、1020B、1020C之直徑是對應片1004A、1004B、和1004C之該等寬度α1、α2、α3之函數。該等束之直徑和該第二節距γ1和γ2也是該奈米纖維叢之高度的函數，其中該等束1020A、1020B、1020C係從該奈米纖維叢拉伸。通常，在該奈米纖維從中該奈米纖維愈短，則該等束之直徑愈小且在接鄰之束1020A、1020B、1020C之間的該節距γ1和γ2愈大。例如，具有高度286 μm之奈米纖維的奈米纖維叢能在比具有350 μm之奈米纖維的叢更大之第二節距下下及以更小直徑產生束，即使在條狀物之間的該第一節距在二叢中是相同的。在一些實例中，該尺寸γ1和γ2能在以下範圍之任一者內：20 nm至300 nm；20 nm至150 nm；20 nm至100 nm；50 nm至300 nm；50 nm至200 nm；50 nm至150 nm；100 nm至300 nm；100 nm至200 nm；200 nm至300 nm。
此方法能隨意地重複920以形成第二格網。如圖10D中顯示的，該第一格網1018然後能與該第二格網1022接觸放置924以形成組合件1026。雖然該第一格網和該第二格網彼此呈直角放置已形成正方形間隙，將理解：該二格網彼此能呈任何角度放置。
在一實驗實例中，使用雷射處理高度為120 μm之叢(其密度為45克/cm3 )以產生寬度為2 mm且被不可紡絲之條狀物的線所隔開之條狀物。將理解：通常能使用高度大於100 μm之叢。根據該方法900加工該叢以產生第一格網。在將該條狀物曝露於100%水之氣溶膠(其係藉由使用具有2 psi至40 psi之壓縮空氣以形成氣溶膠而產生)之後，該格網具有9.9 μm之束直徑及2050 μm之節距(特徵為9.9/2050=0.0048之寬度/節距比率)。在另一類似的實例中，形成具有不可紡絲之叢的隔開線的可紡絲之叢的3 mm條狀物以產生11 μm/2624 μm=0.0042之寬度/節距或“W/P”值。在另一實驗實例中，使用雷射處理高度為122 μm之叢(其叢密度為76克/cm3 )以產生具有3 mm寬之可紡絲之條狀物的寬度且被不可紡絲之條狀物的線所隔開之條狀物。在將該等條狀物曝露於100%水之氣溶膠之後，該格網具有11 μm之束直徑及2624 μm之節距。這產生0.0042之束寬度/節距比率)。在另一實例中，以雷射處理叢以產生具有居間之1.5 mm寬的不可紡絲之軌跡的1 mm寬的可紡絲條狀物。當曝露於100%水之氣溶膠時，該束直徑的W/P值是〜5 um/2400 um(0.21%)。一般已發現：束之寬度/節距比率愈低，則該EUV透射愈高且輻射散射愈低。在一些實例中，能使用UV光、臭氧(O3 )、電漿(例如氬電漿、氧電漿)以處理該叢而改變在叢寬度(或條狀物寬度)與奈米纖維束之直徑之間的關係。
在另一實驗實例中，連續地使用一組溶液以處理奈米纖維片和束，其中在該組之每一溶液比施加至該奈米纖維的前一溶液低的水含量。這在不尋常之細節距下，產生不尋常之小直徑的奈米纖維束。例如，根據在圖10A中顯示且描述之實例加工奈米纖維片以使對應於每一條狀物之尺寸α(亦即寬度)是250 μm且居間之不可紡絲部分是750 μm(使該節距β為1000 μm)。根據以上在圖10B之背景中所顯示且描述之方法，將這些條狀物拉伸成多個奈米纖維片。將該等奈米纖維片曝露於80%之水和20%之IPA的溶液的蒸氣。此使該奈米纖維片收縮成奈米纖維束，因此形成如上述之奈米纖維格網。然後將該奈米纖維格網曝露於50%之水和50%之IPA的第二溶液的蒸氣。然後將該奈米纖維格網曝露於100%之IPA的第三溶液的蒸氣。如上述，此相繼曝露於具有漸減之水含量的溶液會減低奈米纖維束尺寸。這產生具有2 μm直徑(根據常態測量誤差和天然偏差為+/-10%)的奈米纖維束，而在各束之間有1000 μm的分隔。換言之，該奈米纖維直徑小於在接鄰的束之間的分隔距離(對應於在圖10C中指定為之間隔)的2%。在類似之實驗實例中，製備不可紡絲之叢，其具有尺寸為250 μm之可紡絲條狀物及寬度為700 μm 之不可紡絲區。這些係如上述被拉伸且相繼使用80%水和20% IPA的第一溶液，接著50%水和50% IPA的第二溶液來處理。在以下表3中顯示關於以丙酮或IPA作為最後溶劑所處理之樣本的實驗結果。
在一實例中，與在以上表中所描述之格網的奈米纖維束接觸且對彼橫向的奈米纖維束具有2.5 μm之直徑。
在根據圖10A-10C之背景中所述之方法所加工且使用具有三溶劑之該組所成束的奈米纖維素和格網的實例中，可被處理以提高導電性(或同等地減低阻熱性)。在一實例中，能將具有50 nm或更小之直徑的銀奈米粒子施加至在格網中的該等束以產製具有44 Ω/平方的電阻的格網。在一實例中，能將具有140 nm或更小之直徑的銀奈米粒子施加至在格網中的該等束以產製具有10 Ω/平方的電阻的格網。

奈米纖維叢
如本文中使用的，“奈米纖維”一詞意指具有小於1 μm直徑的纖維。雖然本文中之該等具體例初步被描述為從碳奈米管製造者，將理解：可使用下述技術將其他碳的同素異形體(不管是否是石墨烯)及奈米級纖維之其他組成諸如氮化硼緻密化。如本文中使用的，如本文中使用的，“奈米纖維”和“碳奈米管”涵蓋單壁型碳奈米管及/或多壁型碳奈米管二者，其中將碳原子連接在一起以形成圓柱形結構。在一些具體例中，在本文中引用之碳奈米管具有4與10之間的壁。如在此使用的，“奈米纖維片”或簡稱“片”是指利用拉伸製程(如PCT公開公告WO 2007/015710中描述的，且其整體藉由引用被合併於此)對齊之奈米纖維片，以致該片之奈米纖維的縱軸平行於該片之主要表面，而非垂直於該片之主要表面(亦即所沉積形式之該片，常稱為“叢”)。這分別在圖13和14中闡明且顯示。
碳奈米管之尺寸可依賴所用之生產方法大幅地變化。例如，碳奈米管之直徑可以是0.4 nm至100 nm且其長度範圍可以是10 μm至大於55.5 cm。碳奈米管也能具有極高之縱橫比(長度對直徑之比)，而一些高達132,000,000：1或更高。假定該寬度範圍之尺寸可能性，碳奈米管之性質是高度可調節的，或“可調控的”。雖然已確認碳奈米管之很多吸引人之性質，將碳奈米管之性質利用於實際應用需要可縮放且可控制之生產方法，其使該碳奈米管之特徵可被維持或加強。
由於其獨特結構，碳奈米管擁有特別的機械、電、化學、熱及光學性質而使其極適合某些應用。尤其，碳奈米管展現優越的導電性、高的機械強度、良好的熱穩定性且也是疏水的。除了這些性質之外，碳奈米管也可展現有用的光學性質。例如，可將碳奈米管用在發光二極體(LED)和光檢器中以在窄選波長下發射或檢測光。碳奈米管也可證實是對光子輸送及/或聲子輸送有用。
根據本揭示內容之多種具體例，奈米纖維(包括但不限於碳奈米管)可被安排成不同組態，包括在此指稱為“叢＂之組態。如在此使用的，奈米纖維或碳奈米管之“叢＂是指具有約相等尺寸而彼此實質平行安排在基材上之奈米纖維的陣列。圖11顯示在基材上之奈米纖維的實例叢。該基材可以是任何形狀，但在一些具體例中，該基材具有一個使該叢組合在其上之平坦表面。如在圖11中可見到的，在該叢中之奈米纖維在高度及/或直徑上約相等。
如在此所揭示之奈米纖維叢可以是相對緻密。特別地，所揭示之奈米纖維叢可具有至少10億纖維/cm2 的密度。在一些特定具體例中，在本文中描述之奈米纖維叢可具有在100億纖維/cm2 與300億纖維/cm2 之間的密度。在其他具體例中，在此描述之奈米纖維叢可具有在900億纖維/cm2 範圍中的密度。該叢可包括高密度或低密度之區且特定區可以沒有奈米纖維。在叢內之奈米纖維也可展現纖維間的連接性。例如，在奈米纖維叢內接鄰之奈米纖維可藉由凡得瓦爾力(van der Waals force)彼此吸引。無論如何，在叢內之奈米纖維的密度可藉由應用在此所述之技術提高。
製造奈米纖維叢之方法係在例如PCT No. WO2007/015710中描述，其整體藉由引用被併入於此。
可以使用多種方法以製造奈米纖維前驅物叢。例如，在一些具體例中，可使奈米纖維在高溫爐中成長，如圖12中闡明的。在一些具體例中，可將觸媒沉積在基材上、放置在反應器中，然後可曝於供應至該反應器之燃料化合物。基材可耐受高於800℃或甚至1000℃之溫度且可以是惰性材料。該基材可包含設置在下方矽(Si)晶圓上的不鏽鋼或鋁，雖然可以使用其他陶瓷基材代替該Si晶圓(例如鋁氧、鋯氧、SiO2 、玻璃陶瓷)。在該前驅物叢之奈米纖維為碳奈米管的實例中，可以使用碳質化合物諸如乙炔作為燃料化合物。在被導至該反應器之後，該燃料化合物然後可開始累積在該觸媒上且可藉由從該基材向上成長而組合以形成奈米纖維叢。該反應器也可包括氣體入口(其中可將燃料化合物和載劑氣體供應至該反應器)及氣體出口(其中用過的燃料化合物和載劑氣體可從該反應器釋出)。載劑氣體之實例包括氫、氬、及氦。也可將這些氣體(尤其是氫)導至該反應器以促進該奈米纖維叢之成長。另外，可將待併入該奈米纖維之摻雜劑添加至該氣流。
在用以製造多層奈米纖維叢之製程中，一奈米纖維叢被形成在基材上，接著使與該第一奈米纖維叢接觸之第二奈米纖維叢成長。多層奈米纖維叢可藉由多種適合方法形成，諸如藉由形成第一奈米纖維叢在該基材上，沉積觸媒在該第一奈米纖維叢上，然後將額外的燃料化合物導至該反應器以促進第二奈米纖維叢從定位在該第一奈米纖維叢上的觸媒成長。依據所應用之成長方法、觸媒類型、及該觸媒之位置，該第二奈米纖維層可在該第一奈米纖維層上方成長或在例如以氫氣再生該觸媒之後直接在該基材上成長，因此是在該第一奈米纖維層下方成長。無論如何，雖然在第一與第二叢之間有容易檢測之界面，該第二奈米纖維叢可與該第一奈米纖維叢約略端對端地對齊。多層奈米纖維叢可包括任何個數的叢。例如，多層前驅物叢可包括二、三、四、五或更多之叢。

奈米纖維片
除了呈叢組態之安排之外，也可將本申請案之奈米纖維設置呈片組態。如在本文中所用的，“奈米纖維片”、“奈米管片＂或簡稱“片＂等詞是指奈米纖維設置，其中該奈米纖維在一平面中被端對端地併列。實例奈米纖維片之闡明係在具有維度標示之圖13中顯示。在一些具體例中，該片具有比該片之厚度大超過100倍之長度及/或寬度。在一些具體例中，該長度、寬度或二者比該片之平均厚度大超過103 、106 、或109 倍。奈米纖維片可具有例如在約5 nm與30μm之間的厚度及適合所企求之應用的任何長度和寬度。在一些具體例中，奈米纖維片可具有在1 cm與10公尺之間的長度和在1 cm與1公尺之間的寬度。這些長度僅供闡明。奈米纖維片之長度和寬度不受該製造設備之組態所侷限且不受奈米管、叢、或奈米纖維片之任一者的物理或化學性質所侷限。例如，連續製程能製造具有任何長度之片。這些片一邊被製造一邊被纏繞在滾筒上。
如圖13中能見到的，該奈米纖維被端對端地併列的軸被稱為奈米纖維併列方向。在一些具體例中，奈米纖維併列方向可以連續遍及整個奈米纖維片。奈米纖維彼此無須完美地平行且據了解：奈米纖維併列方向是該奈米纖維之併列方向的平均或一般量度。
使用能製造該片之任何類型的適合製程來組合奈米纖維片。在一些實例中，能將‘碳奈米管(例如單壁型碳奈米管、多壁型碳奈米管、或二者之混合物)分散在溶劑中，該溶劑隨後被移除以形成未併列之奈米纖維。在一些實例具體例中，奈米纖維片可從奈米纖維叢拉伸。從奈米纖維叢拉伸之奈米纖維片的實例係在圖14中顯示。這些類型之奈米纖維片之任一者能用在以下具體例中之任一者中，其中奈米纖維片與一或多個奈米纖維網絡及/或格網接觸放置(如下述)。
如在圖14中能見到的，該奈米纖維可從該叢側向地拉伸，然後端對端地併列以形成奈米纖維片。在奈米纖維片係從奈米纖維叢拉伸的具體例中，可控制該叢之尺寸以形成具有特別尺寸的奈米纖維片。例如，該奈米纖維片之寬度可約等於奈米纖維叢(該片係從彼拉伸獲得)的寬度。另外，當已達到所需之片長度，該片之長度可例如藉由結束該拉伸製程加以控制。
奈米纖維片具有很多能供多種應用而開發之性質。例如，奈米纖維片可具有可調控之濁度、高機械強度和可撓性、導熱性和導電性，且也展現疏水性。假定在片內該奈米纖維有高度併列，奈米纖維片可以是極薄的。在一些實例中，奈米纖維片是在約10 nm厚度之程度上(如常態測量公差內所測量的)，使其接近二維。在其他實例中，奈米纖維片之厚度可高達200 nm或300 nm。因此，奈米纖維片可將最小的額外厚度加在組件上。
正如奈米纖維叢，在奈米纖維片中之該奈米纖維可藉由處理劑對該片之奈米纖維表面加上化學基團或元素而被官能化且提供與該奈米纖維本身不同的化學活性。奈米纖維片之官能化可對經預先官能化之奈米纖維進行或能對未預先官能化之奈米纖維進行。可以使用在此所述之任何技術進行官能化，該等技術包括但不限於CVD及多種摻雜技術。
當從奈米纖維叢拉伸時，奈米纖維片也可具有高純度，其中在一些例子中，該奈米纖維片之重量百分比中多於90%、多於95%或多於99%可歸屬於奈米纖維。類似地，該奈米纖維片可包含按重量計多於90%、多於95%、多於99%或多於99.9%的碳。

另外考量
已呈現該揭示內容之具體例的先前描述以供闡明；無意鉅細靡遺或限制申請專利範圍至所揭示之精確型。相關技藝之技術人員能理解：就以上揭示內容，很多改良型和變化型是可能的。
原則上已選擇在本說明書中使用之言語以供可讀性和指導目的，且其可能尚未被選擇以描述且限制本發明之標的。因此意圖使本揭示內容不被此詳細描述所限制，而是被任何在基於彼等之申請案中所提供之申請專利範圍所限制。因此，該具體例之揭示內容意圖是為闡明而非限制在以下申請專利範圍中所列之本發明的範圍。
104(A,B)‧‧‧奈米纖維片
108‧‧‧奈米纖維格網
112(A,B,C)‧‧‧奈米纖維束
116(A,B)‧‧‧居間之間隙
120‧‧‧束群
200‧‧‧奈米纖維組合件
204‧‧‧奈米纖維片組合件
300‧‧‧用於製造奈米纖維片組合件的方法
304‧‧‧將奈米纖維片之邊緣裝設至框架
308‧‧‧提供水和有機溶劑之溶液
312‧‧‧(隨意)添加奈米粒子至水和有機溶劑之溶液
316‧‧‧使在框架中之奈米纖維片曝露於溶液以形成第一格網
320‧‧‧裝設至少一個奈米纖維格網在奈米纖維片上以形成奈米纖維片組合件
400‧‧‧框架
404‧‧‧奈米纖維片
408‧‧‧周邊
412‧‧‧非固定部分
L(1,2)、D(1,2,3)‧‧‧間隙之平均寬度
424(A,B)
428(A,B,C)‧‧‧奈米纖維束
430‧‧‧格網
432(A,B,C,D)‧‧‧奈米纖維束
500‧‧‧組合件
504‧‧‧框架
508‧‧‧周邊
512‧‧‧非固定部分
516、520‧‧‧奈米纖維格網
600‧‧‧組合件
604‧‧‧框架
608‧‧‧格網(陣列)
612、612’、616、616’‧‧‧奈米纖維片
700‧‧‧用於製造奈米纖維片組合件的方法
704‧‧‧將奈米纖維片之邊緣裝設至框架
708‧‧‧使在框架中之奈米纖維片曝露於異丙醇(IPA)之緻密化用蒸氣
712‧‧‧將奈米粒子均勻地施加在奈米纖維片表面上
716‧‧‧(隨意)使在框架中之奈米纖維片曝露以形成第一格網
720‧‧‧(隨意)堆疊另外之奈米纖維格網和奈米纖維片之至少一者在該第一格網上
800‧‧‧製備EUV濾器之方法
804‧‧‧將奈米纖維片之邊緣裝設至框架
808‧‧‧使在框架中之奈米纖維片曝露於緻密化用之溶劑蒸氣
812‧‧‧(隨意)將奈米粒子均勻地施加在奈米纖維片表面上
900‧‧‧一種用於製備與EUV輻射濾器同用之濾器的方法
904‧‧‧將奈米纖維叢處理成在第一節距之奈米纖維條狀物
908‧‧‧將奈米纖維條狀物拉伸成奈米纖維片
912‧‧‧將奈米纖維片裝設至框架
916‧‧‧使在框架中之奈米纖維條狀物曝露於溶劑以形成具有第一直徑且在與第一節距相關之第二節距的束的第一格網
920‧‧‧重複以形成第二格網
924‧‧‧將第一格網放置在第二格網上以形成組合件
1000‧‧‧經處理的叢
1004(A,B,C)‧‧‧可拉伸之奈米纖維條狀物
1008(A,B)‧‧‧已經處理以致不能拉伸成片的叢之部位
1012(A,B,C)‧‧‧奈米纖維條狀物
1016‧‧‧框架
1018‧‧‧格網
1020(A,B,C)‧‧‧束
1022‧‧‧格網
1026‧‧‧組合件
圖1A是在一具體例中之奈米纖維片的平面視圖。
圖1A’是在一具體例中之奈米纖維格網的平面視圖。
圖1B是在一具體例中之圖1A的奈米纖維片的側視圖。
圖1C是在一具體例中之圖1A’的奈米纖維格網的側視圖。
圖2A是在一具體例中之奈米纖維片組合件的平面視圖，該組合件包括與奈米纖維格網接觸之奈米纖維片。
圖2B是在一具體例中之圖2A之奈米纖維片組合件的側視圖。
圖2C是在一具體例中之實例奈米纖維片組合件的側視圖。
圖3是闡明在一具體例中用於製作奈米纖維片組合件之實例方法的方法流程圖。
圖4A-4F闡明在具體例中，根據在圖3中闡明之該實例方法所製造之奈米纖維片組合件的不同視圖。
圖5A是在一具體例中可用以作為奈米纖維片組合件之組件的奈米纖維篩的平面視圖。
圖5B和5C是在一些具體例中之奈米纖維篩的掃瞄電子顯微鏡(SEM)的顯微照片。
圖6A和6B闡明在具體例中之奈米纖維片組合件的概略側視圖。
圖7是闡明用於製造在一具體例中之奈米纖維片組合件的實例的方法流程圖。
圖8是闡明用於製備在一具體例中之與極紫外(EUV)輻射同用之濾器的實例方法的方法流程圖。
圖9是闡明用於製備在一具體例中之與EUV輻射濾器同用之濾器的另一實例方法的方法流程圖。
圖10A-10D是對應於圖9中所闡明之實例方法的在具體例中之一些製造階段的概略說明。
圖11是在一具體例中之在基材上的奈米纖維的實例叢的顯微照片。
圖12是在一具體例中之用於奈米纖維成長之實例反應器的概略說明。
圖13是在一具體例中之奈米纖維片之說明，其確認該片之相對維度且概略說明在與該片之表面平行的平面中端對端併列而在該片內的奈米纖維。
圖14是在一具體例中之SEM顯微照片，其為從奈米纖維叢所側向拉伸之奈米纖維片的圖像，該等奈米纖維如圖13中概略顯示的，端對端地併列。
該等圖描繪本揭示內容之多種具體例以僅供說明目的。很多變化型、配置、及其他具體例將由以下詳細討論所顯明。另外，正如將理解的，該等圖無須按比例繪製或意圖將所述之具體例限制於所顯示之特定配置。例如，雖然一些圖通常表明直線、直角、及平滑表面，但考慮到製造方法之真實世界的限制，所揭示之技術的實際實施可與完美直線和直角稍有差異，且一些特徵可具有表面形貌或非平滑的。簡言之，該等圖僅供顯示實例結構。

Claims (28)

  1. 一種奈米纖維片之加工方法，該方法包含： 將相隔一間隙且具有第一節距的至少二奈米纖維片懸吊在框架中；及 將經懸吊的奈米纖維片曝露於溶劑微滴，其中該曝露使該經懸吊的奈米纖維片的非固定部分收縮成束且相隔第二節距。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含藉由處理奈米纖維叢而製造該至少二奈米纖維片，該處理包含將該奈米纖維叢之奈米纖維曝露於雷射以形成一條經處理之奈米纖維，其分開第一條未處理之奈米纖維和第二條未處理之奈米纖維，其中該第一條未處理之奈米纖維和該第二條未處理之奈米纖維具有該第一節距。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中經曝露於該雷射之該奈米纖維並未拉伸成奈米纖維片。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該間隙是1 mm至4 mm。
  5. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一節距是1 mm至4 mm。
  6. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該束之直徑對該第一節距之比率是0.003至0.005。
  7. 一種方法，其包含： 處理奈米纖維叢以包括不能被拉伸成叢之該奈米纖維叢之一部位，該部位以第一節距分開第一條與第二條該奈米纖維叢； 將該第一條和該第二條以該第一節距拉伸成第一奈米纖維片和第二奈米纖維片； 將該第一奈米纖維片和該第二奈米纖維片裝設在框架上；及 將該第一奈米纖維片和該第二奈米纖維片曝露於溶劑以形成第一奈米纖維束和第二奈米纖維束之第一格網，該第一奈米纖維束與該第二奈米纖維束係在第二節距。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其進一步包含重複申請專利範圍第8項之方法以形成第二格網。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包含將該第一格網放置在該第二格網上以形成組合件。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第一節距是0.5 mm至1 cm。
  11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第二節距是在2000 μm至2100 μm之間。
  12. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該溶劑是水之氣溶膠，該曝露包含使用壓縮空氣以形成水之氣溶膠。
  13. 一種奈米纖維組合件，其包含： 第一奈米纖維格網，其包含第一奈米纖維束及與該第一奈米纖維束併列之第二奈米纖維束，該第一奈米纖維束具有第一束平均直徑且與該第二奈米纖維束相隔第一平均節距，該第一奈米纖維束具有0.0001至0.0048之第一束平均直徑對該第一平均節距的比率； 在該第一奈米纖維格網上之第二奈米纖維格網，該第二奈米纖維格網包含與第四奈米纖維束併列之第三奈米纖維束，該第三奈米纖維束與該第四奈米纖維束相隔第二平均節距，該第三奈米纖維束具有第二束平均直徑且具有0.0001至0.0048之第二束平均直徑對該第二平均節距的比率；及 在該第二奈米纖維格網上之奈米纖維片， 其中該第一奈米纖維束與該第三奈米纖維束的夾角是在30°與90°之間。
  14. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中該第一平均節距和該第二平均節距之一或多者是950 μm至2400 μm。
  15. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中： 該第一平均節距和該第二平均節距之一或多者是935 μm至975 μm；且 該第一束平均直徑和該第二束平均直徑之一或多者是1.8 μm至2.0 μm。
  16. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中該第一平均節距和該第二平均節距是1 mm至2 mm。
  17. 如申請專利範圍第16項之奈米纖維組合件，其中該第一束平均直徑和該第二束平均直徑是1.8 μm至2.0 μm。
  18. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中被正交投射經過該奈米纖維組合件且波長為10 nm至125 nm之輻射的透射率大於90%。
  19. 如申請專利範圍第18項之奈米纖維組合件，其中該輻射係以100瓦至250瓦之功率透射。
  20. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中波長為10 nm至125 nm之透射的輻射之強度在長為100 mm且寬為150 mm之該奈米纖維組合件之區域上具有小於0.5之3σ偏差。
  21. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中被正交投射經過該奈米纖維組合件且波長為13.5 nm之輻射的透射率大於90%。
  22. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中波長為13.5 nm之輻射的鏡面式散射小於1%。
  23. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中該奈米纖維組合件之長度為90 mm至110 mm且寬度為140 mm至155 mm。
  24. 如申請專利範圍第23項之奈米纖維組合件，其進一步包含經貼合至該奈米纖維組合件之周圍的框架。
  25. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其進一步包含設置在該第一奈米纖維束、該第二奈米纖維束、該第三奈米纖維束、和該第四奈米纖維束之內的銀奈米粒子，該銀奈米粒子之直徑為50 nm或更小。
  26. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其進一步包含藉由在維度為10 μm至25 μm之該第一奈米纖維格網上的該第二奈米纖維格網所界定的間隙。
  27. 如申請專利範圍第13項之奈米纖維組合件，其中經過該奈米纖維組合件之波長為550 nm的輻射的透射率是至少86%。
  28. 如申請專利範圍第27項之奈米纖維組合件，其進一步包含平均直徑為100nm至250nm之銀奈米粒子，且其中該奈米纖維組合件對波長為550 nm之輻射具有99%的透射率。
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