TW202031588A - 奈米纖維膜之透明度的提高 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於將奈米纖維膜對多種輻射波長的透明度提高之方法，該輻射波長包括在可見光譜範圍內之波長。這些技術包括使奈米纖維承受應變(straining)以增加其寬度。

Description

奈米纖維膜之透明度的提高
本揭露係關於奈米纖維膜。具體地說，本揭露係關於提高奈米纖維膜的透明度。
由單壁與多壁奈米管構成的奈米纖維叢可以被拉伸成奈米纖維帶或膜。在其預拉伸狀態，奈米纖維叢包含互相平行且垂直於成長基材表面的奈米纖維層(或數個堆疊層)。當被拉伸成奈米纖維膜時，相對於成長基材表面，奈米纖維之定向從垂直變成平行。經拉伸之奈米纖維膜中的奈米管以頭尾相接構型彼此結合以形成連續膜，其中奈米纖維的縱軸平行於膜平面(亦即平行於奈米纖維膜之第一與第二主表面二者)。可以各種方式中任一者處理奈米纖維膜，包括將奈米纖維膜抽絲成奈米纖維紗。
實施例1是一種包含下列的方法：從奈米纖維叢拉伸第一奈米纖維膜，該第一奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之固定端及在該固定端對面的自由端，其中該第一奈米纖維膜之複數個奈米纖維與該第一奈米纖維膜的拉伸方向對準；將應變元件附接至該自由端；藉由在與該奈米纖維之對準方向不平行的方向伸長該應變元件，對該自由端施加應變；將該奈米纖維膜之經承受應變的(strained)自由端附接至支承，該支承將所施加之應變保持於該第一奈米纖維膜中；從該奈米纖維叢移除該第一奈米纖維膜；和將第二奈米纖維膜堆疊於該第一奈米纖維膜上。
實施例2包括實施例1之標的，其另外包含：從該奈米纖維叢拉伸該第二奈米纖維膜，該第二奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之第二固定端及在該第二固定端對面的第二自由端，其中該第二奈米纖維膜之複數個奈米纖維與該第二奈米纖維膜的拉伸方向對準；將該應變元件附接至該第二自由端；藉由在與該奈米纖維之定向不平行的第二方向伸長該應變元件，對該第二自由端施加應變；將該第二奈米纖維膜之第二經承受應變的自由端附接至第二支承，該第二支承將所施加之應變保持於該第二奈米纖維膜中；和從該奈米纖維叢移除該第二奈米纖維膜。
實施例3包括實施例1或2中任一者之標的，其另外包含：在該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜中的一或二者中形成複數個間隙以回應施加該應變。
實施例4包括實施例3之標的，其中該間隙之平均間隙大小是一側8微米至一側45微米。
實施例5包括前面實施例中任一者之標的，其中：對該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜施加該應變包含使各膜承受3倍的應變(straining)；和經堆疊之該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜對在可見光譜範圍內的輻射之透明度是90%。
實施例6包括前面實施例中任一者之標的，其中該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜的堆疊對具有550 nm波長之輻射的透明度是從72%至88%。
實施例7包括前面實施例中任一者之標的，其中該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜係以使其對應的奈米纖維對準方向彼此不平行的方式堆疊。
實施例8包括前面實施例中任一者之標的，其中在該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜的奈米纖維對準方向之間的角度是從45°至135°，不包括0°。
實施例9包括實施例1之標的，其中該第二奈米纖維膜是呈拉伸的狀態。
實施例10包括實施例9之標的，其另外包含藉由將該第二奈米纖維膜暴露於溶劑並在堆疊前移除該溶劑，使該第二奈米纖維膜緻密化。
實施例11是一種包含下列的方法：從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜，該奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之固定端及在該固定端對面的自由端，其中該奈米纖維膜之複數個奈米纖維對準於與該奈米纖維膜的拉伸方向平行的方向；將應變元件附接至該自由端；藉由在與該奈米纖維之對準方向不平行的方向伸長該應變元件，對該自由端施加應變；和將該奈米纖維膜之經承受應變的自由端附接至支承，該支承將所施加之應變保持於該奈米纖維膜中。
實施例12包括實施例11之標的，其另外包含從該經承受應變的自由端移除該應變元件。
實施例13包括實施例11或12中任一者之標的，其另外包含將如請求項11之方法施用於該奈米纖維膜的該固定端。
實施例14包括實施例11至13中任一者之標的，其另外包含在對該固定端施加該應變之後，從該奈米纖維叢分離該固定端。
實施例15包括實施例14之標的，其中在相對於該奈米纖維膜中的該奈米纖維之對準方向的從45°至135°之方向施加該應變。
實施例16包括實施例11至15中任一者之標的，其中該奈米纖維膜具有在承受應變(straining)前的第一寬度與在承受應變後的第二寬度，該第二寬度大於該第一寬度。
實施例17包括實施例16之標的，其中該第二寬度是該第一寬度的從2.5倍至3倍。
實施例18包括實施例16之標的，其中對具有550 nm波長的輻射之透明度是至少80%。
概述
碳奈米纖維膜與紗具有巨大技術潛力。關注之碳奈米纖維膜的一個特徵是其引起興趣之電性質並結合其對某些輻射波長的透明度。在某些應用上，期望對可見輻射波長具有高透明度。然而，對某些應用而言，直接從奈米纖維叢拉伸之奈米纖維膜可能沒有足夠的透明度。本文揭露之技術包括將奈米纖維膜對多種輻射波長的透明度提高之方法，該輻射波長包括在可見光譜範圍內之波長。
在說明本揭露的技術之前，先說明奈米纖維叢與膜。 奈米纖維叢
如本文所用，術語「奈米纖維」是指直徑小於1 µm之纖維。儘管主要將本文中的實施方式描述為由碳奈米管製成，應當理解也可由其他碳同素異形體(不管石墨烯、微米級或奈米級石墨纖維與/或板)製成，甚至也可其他奈米級纖維組成物(比如氮化硼)製成。如本文所用，術語「奈米纖維」與「碳奈米管」包含單壁碳奈米管與/或多壁碳奈米管二者，其中碳原子鍵聯在一起以形成圓柱形結構。在某些實施方式中，本文所引用的碳奈米管具有在4與10層之間的壁。如本文所用，「奈米纖維膜」或僅僅「膜」乃指經由拉伸程序使奈米纖維膜對準(如PCT公開案號WO 2007/015710中所述，以引用方式將其全部內容併入本案作為參考)，使得膜之奈米纖維的縱軸平行於膜之主表面，而非垂直於膜的主表面(亦即呈膜的沉積形式，通常稱為「叢」)。這分別在圖3與4中圖示與顯示。
碳奈米管的尺寸可以隨使用之製造方法而大幅變化。例如，碳奈米管的直徑可為從0.4 nm至100 nm且其長度可為在從10 µm至大於55.5 cm範圍內。碳奈米管也能具有非常高之長徑比(長度對直徑比率)，其中某些高達132,000,000:1或更多。考慮到寬範圍的尺寸可能性，碳奈米管之性質是高度可調整的或「可調的」。儘管已經識別碳奈米管之多種引起興趣的性質，將碳奈米管之性質用於實際應用需要可以保持或加強碳奈米管的特徵之可調整式與可控制式製造方法。
由於碳奈米管之獨特結構，碳奈米管具有使其很適合於某些應用的機械性質、電性質、化學性質、熱性質與光學性質。特別地，碳奈米管展現優異導電性、高機械強度、熱穩定性，並且還是疏水性的。除了這些性質之外，碳奈米管還可展現有用的光學性質。例如，碳奈米管可用於發光二極體(LED)與光檢測器以發射或檢測狹窄的選定波長的光。碳奈米管還可有利於光子傳輸與/或聲子傳輸。
根據本揭露之各種實施方式，奈米纖維(包括但不限於碳奈米管)可以各種構型，包括以本文中稱為「叢」的構型排列。如本文所用，奈米纖維或碳奈米管之「叢」乃指在基材上實質上彼此平行排列的具有近似相等尺寸之奈米纖維陣列。圖1顯示基材上的實施例奈米纖維叢。基材可為任何形狀，但是在某些實施方式中，基材具有上面集合著叢之平面。在圖1中可以看出，叢中的奈米纖維在高度與/或直徑上可近似相等。
本文揭露之奈米纖維叢可為相對緻密的。具體地說，所揭露之奈米纖維叢可具有至少10億奈米纖維/cm2 的密度。在某些特定實施方式中，本文所述之奈米纖維叢可具有在100億奈米纖維/cm2 與300億奈米纖維/cm2 之間的密度。在其他實施例中，本文所述之奈米纖維叢可具有在900億奈米纖維/cm2 範圍內的密度。該叢可包括高密度區或低密度區，並且特定區域可為奈米纖維之孔洞。叢中的奈米纖維也可展現纖維間連結性。例如，奈米纖維叢中的相鄰奈米纖維可藉由凡得瓦力彼此吸引。無論如何，施用本文所述之技術可以提高叢中的奈米纖維的密度。
製造奈米纖維叢的方法描述於例如PCT案號WO2007/015710，以引用方式將其全部內容併入本案作為參考。
可使用各種方法以製造奈米纖維前驅物叢。例如，在某些實施方式中，奈米纖維可在高溫爐中成長，如圖2所圖示。在某些實施方式中，可將觸媒沉積於基材上，置於反應器中，然後可暴露於被供應至反應器之燃料化合物。基材可以耐受大於800℃或甚至1000℃的溫度且可為惰性物質。儘管可使用其他陶瓷基材來代替Si晶片(例如氧化鋁、氧化鋯、SiO2 、玻璃陶瓷)，基材可包含不鏽鋼或沉積於下方矽(Si)晶片上的鋁。在前驅物叢之奈米纖維是碳奈米管的例子中，碳系化合物(比如乙炔)可作為燃料化合物。在被引入反應器後，燃料化合物可能開始累積在觸媒上且可能從基材向上長而集合以形成奈米纖維叢。反應器也可包括可將燃料化合物與載體氣供應給反應器之進氣口和可使已消耗的燃料化合物與載體氣從反應器脫離之出氣口。載體氣的例子包括氫氣、氬氣、與氦氣。也可將這些氣體(特別是氫氣)引入反應器以促進奈米纖維叢之成長。此外，還可將被加到奈米纖維中的摻雜劑加到氣流。
在用於製造多層奈米纖維叢之方法中，在基材上形成一個奈米纖維叢，接著與第一奈米纖維叢接觸的第二奈米纖維叢成長。可以利用許多合適方法形成多層奈米纖維叢，比如在基材上形成第一奈米纖維叢，將觸媒沉積在第一奈米纖維叢上，然後將另外燃料化合物引入反應器以促進從在第一奈米纖維叢上的觸媒長出第二奈米纖維叢。視所施用之成長方法、觸媒類型、與觸媒位置而定，第二奈米纖維層可能長在第一奈米纖維層上面，或在將觸媒再生(例如用氫氣)後直接長在基材上，從而在第一奈米纖維層下面成長。無論如何，第二奈米纖維叢可以與第一奈米纖維叢的奈米纖維近似頭尾相接對準，儘管在第一叢與第二叢之間有可容易地檢測的界面。多層奈米纖維叢可包括許多叢。例如，多層前驅物叢可包括二、三、四、五或更多叢。 奈米纖維膜
除了以叢構型排列之外，本申請案的奈米纖維也可以膜構型排列。如本文所用，術語「奈米纖維膜」、「奈米管膜」、或僅僅「膜」乃指奈米纖維之排列，其中在平面中奈米纖維頭尾相接對準。圖3以維度的標記顯示實施例奈米纖維膜之圖示。在某些實施方式中，膜具有比膜厚度大多於100倍的長度與/或寬度。在某些實施方式中，長度、寬度或二者比膜平均厚度大多於103 、106 或109 倍。奈米纖維膜可以具有例如在約5 nm與30 µm之間的厚度和適合預期應用之任何長度與寬度。在某些實施方式中，奈米纖維膜可具有在1 cm與10米之間的長度和在1 cm與1米之間的寬度。提供這些長度僅用於說明。奈米纖維膜之長度和寬度受限於製造設備的構型，而非受限於奈米管、叢、或奈米纖維膜中任一者之物理或化學性質。例如，連續程序可以產生任何長度的膜。當這些膜被產生時，可以將這些膜捲繞到輥上。
在圖3中可以看出，奈米纖維頭尾相接對準之軸稱為奈米纖維對準方向。在某些實施方式中，奈米纖維對準方向可在整個奈米纖維膜中連續。奈米纖維未必彼此完美地平行且據了解奈米纖維對準方向是奈米纖維對準方向之平均或一般性測量。
可使用任何類型之能夠產生膜的合適方法來集合奈米纖維膜。在某些實施方式中，可從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜。圖4顯示從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜的實施例。
在圖4中可以看出，可從叢橫向拉伸奈米纖維，然後頭尾相接對準(其中奈米纖維重疊)以形成奈米纖維膜。在從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜之實施方式中，可控制叢的尺寸以形成具有特定尺寸之奈米纖維膜。例如，奈米纖維膜的寬度可近似等於被拉伸出該膜之奈米纖維叢的寬度。此外，可以例如藉由當已達到所欲膜長度時結束拉伸程序來控制膜長度。
奈米纖維膜具有許多可以用於各種應用之性質。例如，奈米纖維膜可具有可調的不透明度、高機械強度與可撓性、導熱性與導電性，還可展現疏水性。考慮到膜中的奈米纖維之高對準度，奈米纖維膜可極薄。在某些例子中，奈米纖維膜是約10 nm厚(在正常測量公差範圍內測得)，使其接近二維。在其他例子中，奈米纖維膜厚度可以高達200 nm或300 nm。正因如此，奈米纖維膜可對組件增加極小的額外厚度。
在某些例子中，可使奈米纖維膜暴露於溶劑(例如甲苯、異丙醇、四氫呋喃、丙酮、甲醇、水、質子性溶劑、非質子性溶劑、極性溶劑、非極性溶劑)，隨後將溶劑移除。暴露與隨後移除可以使在奈米纖維膜中的組成奈米纖維一起更緊密地拉伸。這「緻密化」可以使奈米纖維膜厚度(包括上述值中任一者)減少到從1/10 (對厚度少於100 nm之奈米纖維膜而言)至1/1000 (對厚度大於100 nm之奈米纖維膜而言)。
就奈米纖維叢來說，處理劑可利用將化學基團或元素加到奈米纖維膜之奈米纖維表面方式將膜中的奈米纖維官能化，並且提供不同於單獨奈米纖維之化學活性。奈米纖維膜的官能化可以在前面經官能化之奈米纖維上進行或者可以在前面未經官能化的奈米纖維上進行。官能化可以使用本文所述之技術中任一者進行，該技術包括但不限於CVD，與各種摻雜技術。
從奈米纖維叢拉伸之奈米纖維膜也可能具有高純度，其中在某些情況下，多於90重量%、多於95重量%或多於99重量%的奈米纖維膜屬於奈米纖維。同樣地，奈米纖維膜可包含多於90重量%、多於95重量%、多於99重量%或多於99.9重量%之碳。[ 實施例 ] 實例方法
圖5顯示將奈米纖維膜之透明度提高的實例方法500。圖6A至6F圖示某些與方法500之各種元件相關的對應結構。在圖5與圖6A至6F之間的並行參照將便於說明。
藉由從奈米纖維叢(圖6A至6C中的601)拉伸504奈米纖維膜(圖6A至6C中的604)開始方法500，如上面圖3與4之上下文所述。
可以將應變元件附接508至從奈米纖維叢拉伸之奈米纖維膜。這在圖6A中顯示成應變元件608附接至從奈米纖維叢601拉伸的奈米纖維膜604之自由端602。將奈米纖維膜604的「固定端」610附接至奈米纖維叢601且與奈米纖維叢601結合。圖4顯示此結合之側視顯微相片。
可以將應變元件608附接508至奈米纖維膜604之自由端602，使得應變元件608之應變方向與奈米纖維膜中的奈米纖維對準方向不平行。圖6A中利用箭頭表示此奈米纖維對準方向，這也對應於從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜之方向。在某些例子中，可以垂直於奈米纖維膜604中的個別奈米纖維頭尾相接對準方向附接508應變元件608。圖6A顯示此實施例。在某些例子中，可以在相對於膜中之奈米纖維對準方向的從45°至135°之角度α附接508應變元件608。這顯示於圖6F。
可以使用例如膠帶、固化黏著劑(不管利用空氣、輻射、或溫度)、壓合接頭(例如將奈米纖維膜固定於應變元件608上的夾鉗或適當配置之套筒)、或在奈米纖維膜604與應變元件608之間的實體連接將應變元件608附接508至奈米纖維膜604之自由端602。然而，不論何種方法，附接應當足夠在不破裂或鬆弛下保持所施加之應變(如下述)。在某些例子中，附接是可分開的。
應變元件608之例子包括彈性材料或具有低彈性模數的其他材料之帶、條、或膜。可用於應變元件608的材料之例子包括但不限於：彈性橡膠(例如丁二烯橡膠、具有少於1 MPa、少於0.5 MPa、少於0.1 MPa、少於50 kPa之彈性模數的彈性體)、具有低彈性模數(例如少於1 GPa或少於2 GPa)之可塑性變形聚合物(比如聚乙烯)、或甚至被配置來伸長的剛性材料(像鋼)構件(例如伸縮式鋼條)。
然後可以藉由在應變方向伸長應變元件608，對奈米纖維膜604之自由端602施加512應變。圖6B圖示此承受應變。儘管在圖6A顯示之未經承受應變的狀態與圖6B顯示之經承受應變的狀態之間應變元件608是相同的，將圖6B中之應變元件表示為608'以表示相對於其原始狀態而言形狀已經改變(亦即由承受應變而增加)。在應變元件608'中以雙箭頭表示伸長方向。如上文所示，塑性應變或彈性應變可以導致應變元件從608伸長到608'。
所施加之應變產生圖6B顯示的結構，其中拉伸之奈米纖維膜604 (亦即在固定端610)的第一寬度W1增加到在經承受應變(自由)端602的寬度W2，其中W2大於W1。W2可為在下列W1之倍數範圍中任一者內：1.1倍(X)至3X W1、從1.5X至3X W1、從2X至3X W1、從1.5X至2.5X W1。在某些例子中，2.5X也被表示為「150%」與3X被表示為「200%」。
然後可以將經承受應變端(也對應於圖6B至6E中的自由端602)附接516至非彈性支承612，以在自由端602藉由應變元件608'保持所施加於奈米纖維膜604上之應變。這顯示於圖6C。在非彈性支承612與具有寬度W2的奈米纖維膜604之間的附接可以使用上述技術中任一者或者可以使用永久黏著劑。一旦附接516至支承612，便可以藉由反轉上述連接，或在已經將支承612置於應變元件608與膜604的固定端610之間情況下僅僅分離在支承612與應變元件608之間的奈米纖維膜來移除520應變元件608'。
非彈性支承612之例子可以包括條、針、棒、箍或其他具有在例行處理期間可以抵抗彈性變形的彈性模數之結構體。非彈性支承612也可以包括能夠固定自由端602、固定端610、與(隨意地)相對的中間側同時剩下未經支承之奈米纖維膜的中央部分之框架。可用於形成非彈性支承612的實例材料包括但不限於：聚合物(例如聚碳酸酯、聚乙烯、聚四氟乙烯)、金屬(鋼、銅、鋁)、玻璃(氧化矽玻璃、硼矽酸玻璃)、矽等。
然後可以對奈米纖維膜604之固定端610重複524方法500的前面單元。圖6D、6E顯示對奈米纖維膜604之固定端610重複單元512、516。圖6E表示拉伸的奈米纖維膜(在承受應變前)的原始寬度W1。與端610相關之應變元件是以其經承受應變的狀態(以雙箭頭表示)顯示且標記應變元件616'。非彈性支承618表示在端610保持應變之非彈性支承。
方法500可包括重複528，以從奈米纖維叢601拉伸第二奈米纖維膜以產生第二經伸展的奈米纖維膜。在某些例子中，可藉由將第二奈米纖維膜堆疊532於第一奈米纖維膜上以隨意地繼續方法500。在經堆疊的膜之間的奈米纖維對準方向可以互為從5°至185°。通常，二張膜之間的對準不為0°(亦即其未被堆疊以具有平行之奈米纖維對準)。在下述實驗例中，二張膜被堆疊以具有垂直的奈米纖維對準。可以用許多奈米纖維膜與任何上文所示之定向重複堆疊。
如下所述，方法之執行可以導致奈米纖維膜對輻射的透明度提高。在某些情況下，據觀察，在經承受應變之奈米纖維膜中形成的間隙導致提高之透明度。在某些實驗例中，可以將多張經承受應變的奈米纖維膜互相堆疊。在某些情況下，相對於個別奈米纖維膜，多張經承受應變之膜的堆疊可以改善堆疊之機械穩定性與韌性。儘管下述實驗例表示將多張膜堆疊使得在二張膜之間的奈米纖維對準方向互相垂直(+/- 5°)，應當理解經堆疊之膜可以定向於彼此的任何定向。 性質
方法500之執行可以將拉伸的奈米纖維膜之寬度從第一寬度(W1)增加到第二寬度(在承受應變後，W2)，最多增加到3倍。換言之，經伸展之膜的寬度增加到3倍(或「3X」)。相等地，這可以W2=3*(W1)表示。在其他例子中，方法500之執行可以產生拉伸之奈米纖維的第二寬度W2比第一寬度(W1)大了下列範圍中任一者內：從1.1X至2X、從1.1X至2.5X、從1.5X至2X、從2.5X 至3X、從1.75X至3X。
在某些例子中，可以將單一奈米纖維膜的在可見輻射光譜(例如具有從380 nm至740 nm、從400 nm至700 nm、從450 nm至550 nm之波長)範圍內的透明度提高10%至15%。換言之，單一碳奈米纖維膜604可以在伸展前(例如在寬度W1)具有約80%之在可見光譜範圍內的透明度與在伸展後(例如到寬度W2)具有至少95%的透明度。
在某些例子中，當伸展時在膜中可能形成間隙。這些間隙之形成部分可為被拉伸出奈米纖維膜的奈米纖維叢高度與密度之函數。對矮叢(例如少於150 µm的高度)或較不緻密叢(例如45至50 mg/cm3 )而言，膜中之間隙將是尺寸均勻且分散的，直到寬度增加到1.5X原始膜寬度為止。來自高叢(例如在300 µm與500 µm之間)或緻密叢(例如大於60 mg/cm3 )的膜直到至多約1.65X原始膜寬度，可以具有尺寸均勻且分散的間隙。
下表1顯示透明度對伸展程度之實驗結果。實驗結果1至3說明伸展了指示量且以膜中的奈米纖維定向互為90°堆疊之二張奈米纖維膜的可見光譜輻射之透射百分率(%)。實驗結果4包括互為90°堆疊從而充當根據上述技術處理的實驗結果1至3之參考點的未經伸展之膜。按照圖7至12，應當理解下表1呈現的間隙寬度尺寸對應於(近似矩形)間隙之一側的長度，而非間隙之對角線。
Figure 02_image001
圖7顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，各膜伸展至拉伸的膜之原始寬度的3倍且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。圖8顯示在本揭露之一個實施例中圖7所顯示的樣本在20X倍率之影像。這些影像對應於表1中的樣本代號1。
圖9顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，各膜伸展至拉伸的膜之原始寬度的2.5倍且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。圖10顯示在本揭露之一個實施例中圖9所顯示的樣本在20X倍率之影像。這些影像對應於表1中的樣本代號2。
圖11顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，各膜伸展至拉伸的膜之原始寬度的2倍且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。圖12顯示在本揭露之一個實施例中圖11所顯示的樣本在20X倍率之影像。這些影像對應於表1中的樣本代號3。
圖7至11的影像係使用共焦顯微鏡擷取。某些影像係使用亮視野顯微鏡術擷取，而某些影像係使用暗視野顯微鏡術擷取。 進一步考量
為了說明之目的已經提出本揭露之實施方式的上述說明，這並非全部內容，亦不旨在將申請專利範圍限制於所揭露之精確形式。相關領域的習知技藝者會理解，根據上述揭露可以進行許多修改與變型。
在本說明書中使用之語言主要是為了可讀性和指導性目的來進行選擇的，並且可能未被選擇用來描述或限制本發明之標的。因此，我們希望本揭露之範圍不是受到此詳細說明的限制，而是受到對所根據之應用發表的任何申請專利範圍之限制。因此，實施方式的揭露旨在說明而非限制本發明之範圍，其在下列申請專利範圍中陳述。
500:方法 504:從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜 508:將應變元件附接至在奈米纖維叢對面之奈米纖維膜的自由端 512:藉由在與奈米纖維膜中的奈米纖維對準方向垂直之方向伸長應變元件，對奈米纖維膜的自由端施加應變 516:將奈米纖維膜的經承受應變端附接至支承以保持所施加之應變 520:移除應變元件 524:對與奈米纖維叢結合之奈米纖維膜的固定端重複 528:對第二奈米纖維叢重複程序 532:對與奈米纖維叢結合之奈米纖維膜的固定端重複 601:奈米纖維叢 602:自由端 604:奈米纖維膜 608:應變元件 608':應變元件 610:固定端 612:支承 616':應變元件 618:支承
[圖1]是在一個實施方式中基材上的實施例奈米纖維叢之顯微相片。
[圖2]是在一個實施方式中奈米纖維成長的實施例反應器之示意圖。
[圖3]是在一個實施方式中奈米纖維膜之示意圖，其識別該膜的相對尺寸並圖示在與該膜表面平行之平面中頭尾相接對準的膜中之奈米纖維。
[圖4]是從奈米纖維叢橫向拉伸的奈米纖維膜影像之SEM顯微相片，如示意地該奈米纖維頭尾相接對準。
[圖5]是在本揭露的一個實施例中提高奈米纖維膜之透明度的實例方法之流程圖。
[圖6A至6F]圖示在本揭露之實施例中藉由執行圖5所繪示的方法使奈米纖維膜之透明度提高的方法之各種階段。
[圖7]顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，其中各膜伸展至拉伸的膜之寬度的3倍(3X)且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。
[圖8]顯示在本揭露之一個實施例中圖7所顯示的樣本在20X倍率之影像。
[圖9]顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，其中各膜伸展至拉伸的膜之寬度的2.5倍(2.5X)且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。
[圖10]顯示在本揭露之一個實施例中圖9所顯示的樣本在20X倍率之影像。
[圖11]顯示在本揭露之一個實施例中繪示二張奈米纖維膜的1X與20X影像之實驗結果，其中各膜伸展至拉伸的膜之寬度的2倍(2X)且堆疊，使得個別奈米纖維定向互為90°。
[圖12]顯示在本揭露之一個實施例中圖11所顯示的樣本在20X倍率之影像。
這些圖繪示本揭露的各種實施方式僅為了說明之目的。從以下細論將顯而易知許多變型、構型、與其他實施方式。

Claims (18)

  1. 一種方法，其包含： 從奈米纖維叢拉伸第一奈米纖維膜，該第一奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之固定端及在該固定端對面的自由端，其中該第一奈米纖維膜之複數個奈米纖維與該第一奈米纖維膜的拉伸方向對準； 將應變元件附接至該自由端； 藉由在與該奈米纖維之對準方向不平行的方向伸長該應變元件，對該自由端施加應變； 將該奈米纖維膜之經承受應變的(strained)自由端附接至支承，該支承將所施加之應變保持於該第一奈米纖維膜中； 從該奈米纖維叢移除該第一奈米纖維膜；和 將第二奈米纖維膜堆疊於該第一奈米纖維膜上。
  2. 如請求項1之方法，其另外包含： 從該奈米纖維叢拉伸該第二奈米纖維膜，該第二奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之第二固定端及在該第二固定端對面的第二自由端，其中該第二奈米纖維膜之複數個奈米纖維與該第二奈米纖維膜的拉伸方向對準； 將該應變元件附接至該第二自由端； 藉由在與該奈米纖維之定向不平行的第二方向伸長該應變元件，對該第二自由端施加應變； 將該第二奈米纖維膜之第二經承受應變的自由端附接至第二支承，該第二支承將所施加之應變保持於該第二奈米纖維膜中；和 從該奈米纖維叢移除該第二奈米纖維膜。
  3. 如請求項1或2中任一項之方法，其另外包含：在該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜中的一或二者中形成複數個間隙以回應施加該應變。
  4. 如請求項3之方法，其中該間隙之平均間隙大小是一側8微米至一側45微米。
  5. 如請求項3之方法，其中： 對該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜施加該應變包含使各膜承受3倍的應變(straining)；和 經堆疊之該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜對在可見光譜範圍內的輻射之透明度是90%。
  6. 如請求項2之方法，其中該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜的堆疊對具有550 nm波長之輻射的透明度是從72%至88%。
  7. 如請求項2之方法，其中該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜係以使其對應的奈米纖維對準方向彼此不平行的方式堆疊。
  8. 如請求項1或2中任一項之方法，其中在該第一奈米纖維膜與該第二奈米纖維膜的奈米纖維對準方向之間的角度是從45°至135°，不包括0°。
  9. 如請求項1之方法，其中該第二奈米纖維膜是呈拉伸的狀態。
  10. 如請求項9之方法，其另外包含藉由將該第二奈米纖維膜暴露於溶劑並在堆疊前移除該溶劑，使該第二奈米纖維膜緻密化。
  11. 一種方法，其包含： 從奈米纖維叢拉伸奈米纖維膜，該奈米纖維膜具有與該奈米纖維叢結合之固定端及在該固定端對面的自由端，其中該奈米纖維膜之複數個奈米纖維對準於與該奈米纖維膜的拉伸方向平行的方向； 將應變元件附接至該自由端； 藉由在與該奈米纖維之對準方向不平行的方向伸長該應變元件，對該自由端施加應變；和 將該奈米纖維膜之經承受應變的自由端附接至支承，該支承將所施加之應變保持於該奈米纖維膜中。
  12. 如請求項11之方法，其另外包含從該經承受應變的自由端移除該應變元件。
  13. 如請求項11之方法，其另外包含將如請求項11之方法施用於該奈米纖維膜的該固定端。
  14. 如請求項13之方法，其另外包含在對該固定端施加該應變之後，從該奈米纖維叢分離該固定端。
  15. 如請求項11之方法，其中在相對於該奈米纖維膜中的該奈米纖維之對準方向的從45°至135°之方向施加該應變。
  16. 如請求項11至15中任一項之方法，其中該奈米纖維膜具有在承受應變(straining)前的第一寬度與在承受應變後的第二寬度，該第二寬度大於該第一寬度。
  17. 如請求項16之方法，其中該第二寬度是該第一寬度的從2.5倍至3倍。
  18. 如請求項16之方法，其中對具有550 nm波長的輻射之透明度是至少80%。
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