TWI469919B - 奈米碳管陣列結構及其製備方法 - Google Patents

Description

奈米碳管陣列結構及其製備方法

本發明涉及一種奈米碳管陣列結構及其製備方法。

奈米碳管係一種新型之一維奈米材料，其具有優良之綜合力學性能，如高彈性模量、高楊氏模量和低密度，以及優異之電學性能、熱學性能和吸附性能。隨著奈米碳管碳原子排列方式之變化，奈米碳管可呈現出金屬性或半導體性質。由於奈米碳管之優異特性，可望其於奈米電子學、材料科學、生物學、化學等領域中發揮重要作用。

目前，傳統之形成奈米碳管陣列之方法主要係化學氣相沈積法(CVD)。化學氣相沈積法運用沈積於生長基底上之奈米尺度之過渡金屬或其氧化物作為催化劑，於一固定溫度下熱解碳源氣體來製備奈米碳管陣列。目前化學氣相沈積法一般選用平面形狀之硬質生長基底，如矽基底。而該平面形狀之硬質生長基底由於受反應室尺寸之限制，其面積無法做到很大，從而使得生長於其上之奈米碳管陣列面積也無法做到很大。

范守善等人於2008年1月1日公開之第200801224號台灣發明專利申請公佈說明書中揭示了一種大面積生長奈米碳管膜之方法。該方法具體為提供一硬質曲面基底，並於該基底之外表面上沈積一 催化劑層；將該沈積有催化劑層之基底放置於一反應室內；向該反應室內通入保護氣體，使該反應室保持一預定氣壓；加熱反應室至一預定溫度；向反應室內通入碳源氣體，一預定時間後，於基底上得到一層奈米碳管膜。該硬質曲面基底可為筒狀、螺旋狀或其他形狀，其比平面狀矽基底具有更大之生長面積，能夠充分利用反應室內部空間，使得一固定容量空間之反應室內可容納更大面積之基底，從而實現奈米碳管膜於較小反應室內之大面積生長。

然而，上述製備方法所採用之曲面基底仍為形狀固定之硬質材料製成，使得生長於其上之奈米碳管膜之形狀也隨之固定，相對於平面基底，於形狀複雜之曲面基底上形成之奈米碳管膜之後續利用存於不便，例如當該基底為螺旋狀時，生長於螺旋狀基底中心部位之奈米碳管膜難以利用，故，很大程度上限制了該奈米碳管膜之後續應用。

有鑒於此，提供一種易於後續利用且具有較大面積之奈米碳管陣列結構及其製備方法實為必要。

一種奈米碳管陣列結構，該奈米碳管陣列結構包括：一耐彎曲之面狀柔性基底，該柔性基底具有至少一表面；及至少一奈米碳管陣列生長於該柔性基底之至少一表面。

一種奈米碳管陣列結構之製備方法，其包括以下步驟：提供一反應室及一彎曲成預定形狀之面狀柔性基底，該柔性基底具有至少一表面，且所述柔性基底之至少一表面上形成一催化劑層；將該柔性基底設置於該反應室內；加熱所述柔性基底至一預定溫度； 及向所述反應室內通入一碳源氣體，於所述柔性基底之至少一表面生長一奈米碳管陣列。

相較於先前技術，由於所述柔性基底可發生彎曲，故，於製備奈米碳管陣列時，該柔性基底可根據反應室內之空間和自身之面積而適當彎曲成不同之形狀以有效利用反應室內之空間，從而可生長更大面積之奈米碳管陣列；當生長奈米碳管陣列後，所述柔性基底可根據實際應用之需要被展平成一平面形狀結構或彎曲成其他形狀，易於後續利用，使該奈米碳管陣列結構具有較大之應用範圍。

100，200‧‧‧奈米碳管陣列結構

102，202‧‧‧柔性基底

103，203‧‧‧通孔

104，204‧‧‧表面

106，206‧‧‧阻隔層

108，208‧‧‧催化劑層

110，210‧‧‧奈米碳管陣列

120‧‧‧反應室

122‧‧‧進氣口

124‧‧‧一出氣口

130‧‧‧支撐裝置

132‧‧‧支撐架

134‧‧‧固定裝置

240‧‧‧加熱裝置

250‧‧‧支架

圖1係本發明第一實施例提供之奈米碳管陣列結構之結構示意圖。

圖2係本發明第一實施例之奈米碳管陣列結構之製備方法流程圖。

圖3係本發明第一實施例之奈米碳管陣列結構之製備方法過程示意圖。

圖4係本發明實施例製備奈米碳管陣列結構之過程中，被彎曲成“Z”型形狀之柔性基底之橫截面圖。

圖5係本發明第二實施例提供之奈米碳管陣列結構之結構示意圖。

圖6係本發明第二實施例之奈米碳管陣列結構之製備方法過程示意圖。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例提供之奈米碳管陣列結構及其製備方法。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種奈米碳管陣列結構100，該奈米碳管陣列結構100包括一耐彎曲之面狀柔性基底102，該柔性基底102具有至少一表面104，及至少一奈米碳管陣列110生長於該柔性基底102之至少一表面104。

所述柔性基底102之材料為耐高溫、可發生彎曲變形且可支撐所述奈米碳管陣列110之材料。

首先，該柔性基底102之材料之耐高溫溫度，即熔點大於奈米碳管陣列110之生長溫度，優選為大於500℃。且所述柔性基底102為具有較小厚度之面狀或片狀基底，其材料可為金屬片、石英片、矽片或陶瓷片等，所述金屬片可為鉬片、鈦片、鋯片、鈮片、鉭片、鉿片、鎢片、釩片或上述幾種材料之任意組合之合金片，或不銹鋼片等。另，該柔性基底102所具有之至少一表面104優選為一平滑之表面。

其次，所述柔性基底102可具有一固定彈性，於一外力之作用下可發生彈性彎曲變形，且去除該外力後，所述柔性基底102又可恢復彎曲之前之形狀。或者，所述柔性基底102可具有一塑性變形能力，於一外力之作用下可發生塑性彎曲變形，且去除該外力之後，所述柔性基底102仍可保持其彎曲之形狀，且於施加另一外力於該彎曲後之柔性基底102上之後，該彎曲後之柔性基底102仍可恢復到彎曲之前之形狀且不會發生斷裂。該面狀或片狀之柔性基底102可被彎曲成各種形狀，如可彎曲成筒形形狀、螺旋形狀或其他規則或不規則之形狀等。所述筒形形狀包括外周面封閉 之筒形形狀和外周面不封閉之表面具有一開口之筒形形狀。所述表面具有一開口之筒形形狀係指於筒形形狀之柔性基底102之筒壁沿軸向具有一長條狀開口，該長條狀開口平行於筒形形狀之軸向，從而形成一外周面未封閉之筒形形狀之柔性基底102。具體為，若所述柔性基底102被彎曲成外周面封閉之筒形形狀，則沿垂直於該筒形形狀柔性基底之軸向之橫截面呈封閉之圓、橢圓或者圓角多邊形等；若所述柔性基底102被彎曲成外周面未封閉之筒形形狀，則沿垂直於該筒形形狀柔性基底之軸向之橫截面呈一未封閉之圓、橢圓或者圓角多邊形等；若所述柔性基底102被彎曲成螺旋形狀或“Z”字型形狀，則沿垂直於該螺旋形狀或“Z”字型形狀之柔性基底之軸向之截面呈螺旋線形狀或“Z”字型形狀。

再其次，該柔性基底102之厚度以可使該柔性基底102發生彎曲變形且不發生斷裂為基準，且其厚度越小，該柔性基底102可產生越大之彎曲變形。如若所述柔性基底102為金屬片，則該柔性基底102之厚度可為小於等於3毫米大於等於0.005毫米，若所述柔性基底102為矽片、石英片和陶瓷片，則該柔性基底102之厚度可小於等於0.3毫米，優選為小於等於0.1毫米並大於等於1微米。本實施例中，該柔性基底102之材料為0.1毫米之金屬片。

該奈米碳管陣列110包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管可為無序排列或有序地垂直於基底排列。當該奈米碳管為無序排列時，該複數奈米碳管可為彎曲且相互纏繞之生長於所述柔性基底102之表面。當該奈米碳管為有序地垂直於柔性基底102排列時，該複數奈米碳管基本為直線狀，並且，當所述柔性基底102處於展 平狀態之後，所述複數奈米碳管基本相互平行，且沿基本垂直於所述柔性基底102之平滑表面104之方向生長。所述基本平行係指該複數奈米碳管中之大部分基本沿同一方向延伸，僅有少數奈米碳管隨機排列，這些奈米碳管不會對奈米碳管陣列110中大多數奈米碳管之整體取向排列構成明顯影響。所述基本垂直係指所述複數奈米碳管中之大部分奈米碳管垂直於所述柔性基底102之表面104，僅有少數奈米碳管並不完全垂直所述柔性基底102，而為近似垂直，如大於等於80度小於等於100度。

該奈米碳管陣列結構100可進一步包括一設置於所述柔性基底102之至少一表面104上之一催化劑層108，所述奈米碳管陣列110形成於該催化劑層108。該催化劑層108之材料可選擇為鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或者該幾種金屬之氧化物，該催化劑層108可採用熱沈積、電子束沈積、蒸鍍或磁控濺射等方法形成於上述柔性基底102之至少一表面104。該催化劑層108之厚度可根據實際需要選擇，優選為1奈米至50奈米。本實施例中，所述催化劑層108之材料為鐵，厚度為5奈米，該催化劑層108設置於所述柔性基底102之一個表面104。

此外，若所述柔性基底102為一金屬片，則所述奈米碳管陣列結構100可進一步包括設置於所述柔性基底102和所述催化劑層108之間之一阻隔層106，該阻隔層106之材料可為矽、氮化矽、氧化矽或金屬氧化物等，該阻隔層106具有較小之厚度，該厚度可小於等於100微米。本實施例中，該阻隔層106之材料為50奈米之矽層。

由於所述柔性基底102可發生彎曲，故所述奈米碳管陣列結構100 可為一平面形狀結構，也可彎曲成筒形形狀、垂直於軸向之截面具有一開口之筒形形狀、螺旋形狀、“Z”字型形狀、或者其他規則或不規則之形狀等。本實施例中，所述奈米碳管陣列結構100被彎曲成一筒形形狀。由於該奈米碳管陣列結構100具有一柔性基底102，故，該奈米碳管陣列結構100可根據實際應用之需要而發生彎曲變形，從而擴大了該奈米碳管陣列結構100之使用範圍。

請參閱圖2和圖3，本發明提供一種上述第一實施例奈米碳管陣列結構100之製備方法，其包括以下步驟：步驟一，提供一反應室120及一彎曲成預定形狀之面狀柔性基底102，該柔性基底102具有至少一表面104，且所述柔性基底102之至少一表面104上形成有一催化劑層108；步驟二，將該形成有催化劑層108之柔性基底102設置於該反應室120內；步驟三，加熱所述柔性基底102至一預定溫度；步驟四，向所述反應室120內通入一碳源氣體，於所述柔性基底102形成有催化劑層108之至少一表面生長一奈米碳管陣列110。

以下將對上述各步驟進行詳細說明。

於步驟一中，該反應室120可為先前技術中之CVD反應室。本實施例中，該反應室120為一用於CVD反應之石英管式加熱爐。該反應室120包括分別設置於該反應室120兩端之一進氣口122及一出氣口124，該進氣口122及出氣口124位於該石英管式加熱爐沿軸向之兩端。該柔性基底102之至少一表面104優選為一平滑表面，該 平滑表面可通過機械拋光或電化學拋光等方法獲得。

所述催化劑層108可採用熱沈積、電子束沈積、蒸鍍或磁控濺射等方法形成於上述柔性基底102之至少一表面104。該步驟可進一步包括退火處理該催化劑層108。

此外，若所述柔性基底102材料為一金屬片，該步驟可進一步包括於所述金屬片之至少一表面104上預先形成一阻隔層106後再於所述阻隔層106表面形成所述催化劑層108。該阻隔層106可通過化學濺射、真空蒸鍍等方法形成。該阻隔層106可防止於後續步驟五中所述金屬片與碳源氣體發生反應，形成無定性碳，影響奈米碳管生長，同時也防止於高溫環境下所述催化劑層108與所述柔性基底102發生融合。該阻隔層106之材料可為矽、氮化矽、氧化矽或金屬氧化物等。本實施例中，所述阻隔層106為50奈米之矽層，該矽層通過磁控濺射之方法形成。

於上述步驟二中，所述柔性基底102可通過彎曲改變自身形狀以適應反應室120內部空間，並設置入反應室120，優選為，通過使該柔性基底102之彎曲，使該彎曲後之柔性基底102具有一通孔103。

進一步地，可提供一支撐裝置130，所述已彎曲成預定形狀之柔性基底102通過所述支撐裝置130設置於所述反應室120中。所述支撐裝置130包括一支撐架132，該支撐架132之結構不限，僅需支撐且使所述柔性基底102儘量懸空之設置於所述反應室120內即可。該支撐架132之設置目的為使該柔性基底102設置於所述反應室120中間，從而使該柔性基底102可被均勻加熱。

其中，將所述柔性基底102先彎曲成一預定形狀再設置於反應室120中之方式具體為：首先，於一外力之作用下，將該柔性基底102從平面形狀結構彎曲成一預定形狀。該彎曲後之預定形狀以可容納進所述反應室120為准。該預定形狀可為筒形形狀、垂直於軸向之截面具有一開口之筒形形狀、螺旋形狀、“Z”字型形狀、或者其他規則或不規則之形狀。優選地，該柔性基底102彎曲後形成之形狀為一柱面結構，即一動直線沿著一條曲線平行移動所形成之曲面。該彎曲成預定形狀之柔性基底102具有一通孔130，該通孔從柔性基底102之一端貫穿到與其相對之另一端。

請參閱圖4，當所述柔性基底102於一外力之作用下發生彎曲變形，且去除該外力之後，所述柔性基底102仍可保持其彎曲之形狀時，則可首先將該彎曲後之柔性基底102設置於所述支撐架132上，再將該設置於該支撐架132上之柔性基底直接放置於所述反應室120中，如該柔性基底102為被彎曲成一“Z”型結構且去除外力之後不會恢復成原形狀之金屬片。

當所述柔性基底102於一外力之作用下發生彎曲變形，且去除外力之後，所述柔性基底102又會恢復成彎曲之前之形狀時，則所述支撐裝置130可進一步包括一固定裝置134，於將該柔性基底102設置於反應室120之前，採用所述固定裝置134固定該柔性基底102，從而使柔性基底102保持彎曲後之形狀，且去除外力後該柔性基底102不會因其固有之彈性而恢復成其彎曲前之形狀。該支撐架132用於支撐所述固定裝置134，該固定裝置134用於固定所述柔性基底102，該固定裝置134之形狀及設置位置不限，可根 據柔性基底102之形狀而變化，僅需使其能達到固定所述柔性基底102，且於步驟三加熱所述柔性基底102時，盡可能少地阻隔熱量傳輸至所述柔性基底102即可。

本實施例中，所述柔性基底102被彎曲成一圓筒形形狀，該圓筒形形狀之柔性基底102具有一通孔130，所述支撐裝置130包括一支撐架132及設置於所述支撐架132兩端之一固定架134。所述固定架134為兩個橫截面為圓環形之金屬環，該彎曲成圓筒形狀之柔性基底102被固定於所述支撐裝置130之固定架134中，即所述金屬環圍設所述圓筒形狀之柔性基底102，使該柔性基底102固定其間。另，該兩個固定架134相對且平行地間隔設置於所述柔性基底102之兩端，從而使該柔性基底102之中間部分暴露於外而不被固定架134所覆蓋。

其次，使該彎曲後之柔性基底102設置於所述反應室120中。優選地，使所述柔性基底102沿該反應室120之軸線方向放置，即該柔性基底102繞該反應室120之軸線方向彎曲，使彎曲後形成之通孔103沿該反應室120之軸線方向放置。該設置方式可使得從進氣口122進入反應室120之反應氣體被柔性基底102阻擋之量最少，從而避免降低奈米碳管之生長速度。同時，由於該柔性基底102之形狀可被彎曲成為圓筒形狀、螺旋形形狀或其他曲面形狀，相較於平面狀之基底，該彎曲後之柔性基底102可有效利用該反應室120之空間，使得其可容納更大面積之柔性基底102，從而可獲得更大面積之奈米碳管陣列110。

此外，為使所述柔性基底102可設置於所述反應室120之腔體內，該柔性基底102之厚度可依據反應室120之腔體直徑而具體設定， 具體為，若所述反應室120之腔體之直徑為280毫米~300毫米，且所述柔性基底102為金屬片，則該金屬片之厚度優選小於等於1毫米，若所述柔性基底102為石英片、矽片或陶瓷片，則所述石英片、矽片或陶瓷片之厚度優選小於等於0.1毫米；若所述反應室腔體之直徑為1米，且所述柔性基底102為金屬片，則該金屬片之厚度優選小於等於3毫米大於等於0.1毫米，若所述柔性基底102為石英片、矽片或陶瓷片，則所述石英片、矽片或陶瓷片之厚度優選小於等於0.3毫米大於等於1微米。

於上述步驟三中，若所述反應室120記憶體於空氣，可進一步包括將反應室120內之空氣排出，以防止後續步驟中之碳源氣體與空氣發生反應，之後再加熱該筒形形狀之柔性基底102至一預定溫度。

排出空氣之方式可包括以下三種：直接將反應室120抽真空；向反應室120內通入保護氣體，通過該保護氣體將反應室120內之空氣排出；另，該方式也可將反應室120抽真空之後通入保護氣體，並使該保護氣體於該反應室120內保持一預定之氣壓。本實施例中選擇了第三種方式。

通入保護氣體之具體方式為：從上述進氣口122向反應室120內通入保護氣體，該保護氣體可選用氬氣，也可為氮氣或其他不與後續通入之碳源氣體發生反應之氣體。該保護氣體之輸入可使反應室120內之空氣經由該出氣口124排出。優選地，該步驟於通入保護氣體之前先對該反應室120抽真空處理。於所述保護氣體之環境下，加熱該圓筒狀之柔性基底102表面之催化劑層108至奈米碳管之生長溫度，優選為500℃~800℃。

於步驟四中，所述碳源氣體為乙烯、甲烷、乙烷、乙炔或其他氣態烴類。本實施例中，該碳源氣體為乙烯。反應時間為10分鐘~2個小時，從而於所述柔性基底102之表面生長獲得一奈米碳管陣列110。

具體地，該碳源氣體和保護氣體以一預定體積比並以一固定之流速從上述進氣口122通入反應室120內，並同時將該混合氣體以相同之流速從出氣口124輸出反應室120，這樣可保持碳源氣體於反應室120內處於流動狀態，反應室120內參加反應之碳源氣體會得到及時之更新以使其濃度基本維持不變，從而可得到高品質之奈米碳管陣列110。該保護氣體與碳源氣體之體積比優選為1：0~1：10，該保護氣體之流速和碳源氣體之流速依據反應室120之腔體之具體尺寸而定。

於生長完奈米碳管陣列後，可將生長有奈米碳管陣列之所述柔性基底102從所述反應室120中取出，並將該彎曲之柔性基底102展開成平面形狀，從而獲得一平面形狀之大面積奈米碳管陣列結構100。可見，由於該柔性基底102於生長奈米碳管陣列110期間可彎曲成一預定形狀以有效利用反應室120之空間，從而可生長出大面積之奈米碳管陣列110，而且，當生長形成奈米碳管陣列之後，該柔性基底102又可展開，從而改善了於曲面硬質基底上，如螺旋形狀、“Z”字型形狀或其他規則或不規則之硬質生長基底上生長之奈米碳管陣列不利於實際應用之缺點。

請參閱圖5，本發明第二實施例提供一種奈米碳管陣列結構200，該奈米碳管陣列結構200包括一耐彎曲之面狀柔性基底202，該柔性基底202具有至少一表面204，及至少一奈米碳管陣列210形成 於該柔性基底202之至少一表面204。且該奈米碳管陣列結構200可進一步包括至少一催化劑層208和至少一阻隔層206。該奈米碳管陣列結構200與上述第一實施例之奈米碳管陣列結構100基本相同，其區別於於，本實施例中之柔性基底202具有兩個表面204，該兩個表面204相對設置，兩個催化劑層208分別設置於該兩個表面204，兩個奈米碳管陣列210分別設置於兩個催化劑層208上。

請參閱圖6，其中，第二實施例中之奈米碳管陣列結構200之製備方法與上述第一實施例之奈米碳管陣列結構100之製備方法基本相同，其區別於於，本實施例之步驟一中，所提供之柔性基底202具有兩個表面204，兩個催化劑層208分別形成於所述柔性基底202之兩個表面204，當所述柔性基底202為金屬基底時，可分別於所述兩個表面204形成兩個阻隔層206，該每個阻隔層206形成於所述每個催化劑層208和每個表面204之間；於步驟二中，所述柔性基底202被彎曲形成具有一通孔203之筒形形狀，於將該形成有催化劑層208之柔性基底202設置於該反應室120內之後，可進一步包括提供一加熱裝置240，並將該加熱裝置240設置於該圓筒狀之柔性基底202之通孔203內之步驟，其具體設置方式以使該整個圓筒狀之柔性基底202均勻加熱為目的。該加熱裝置240可通過所述圓筒狀之柔性基底202之通孔203之兩端裝入該圓筒狀之柔性基底202內。所述加熱裝置240可為電阻絲加熱管、紅外線加熱燈管或矽鉬棒加熱器等。本實施例中，所述加熱裝置240可為一紅外線石英加熱燈管，該紅外線加熱燈管之兩端可通過一支架250夾持並固定於圓筒狀之柔性基底202之通孔203內。由於該反應室120為管式石英管加熱爐，故本實施例中之柔性基底202之兩個表面204均可被直接加熱，使該柔性基底202可快速均勻受熱， 從而使奈米碳管陣列210分別形成於所述柔性基底202之兩個表面204。

本發明實施例之奈米碳管陣列結構及其製備方法具有以下優點：其一、由於所述柔性基底具有一固定之柔性，可發生彎曲，故，於製備奈米碳管陣列時，該柔性基底可根據反應室之空間和自身之面積而適當彎曲成不同之形狀以有效利用反應室之空間，從而可生長更大面積之奈米碳管陣列；其二、由於所述柔性基底具有一固定之柔性，故所製備之奈米碳管陣列結構可根據實際應用之需要被展開成一平面形狀結構或其他形狀，使該奈米碳管陣列結構具有較大之應用範圍。其三、所述奈米碳管陣列直接生長於柔性基底表面，不需要先生長再轉移，方法簡單。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100，200‧‧‧奈米碳管陣列結構

102，202‧‧‧柔性基底

103，203‧‧‧通孔

104，204‧‧‧表面

106，206‧‧‧阻隔層

108，208‧‧‧催化劑層

110，210‧‧‧奈米碳管陣列

120‧‧‧反應室

122‧‧‧進氣口

124‧‧‧一出氣口

130‧‧‧支撐裝置

132‧‧‧支撐架

134‧‧‧固定裝置

240‧‧‧加熱裝置

250‧‧‧支架

Claims (14)

1. 一種奈米碳管陣列結構，其改良在於：該奈米碳管陣列結構包括：一耐彎曲之面狀柔性基底，該柔性基底具有至少一表面，所述柔性基底為金屬片，該金屬片之厚度小於等於3毫米；及至少一奈米碳管陣列生長於該柔性基底之至少一表面。
2. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述柔性基底之材料之耐熱溫度大於等於500℃。
3. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，該金屬片之材料為鉬、鈦、鋯、鈮、鉭、鉿、鎢、釩或上述材料任意組合之合金，或不銹鋼。
4. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述柔性基底彎曲成平面形狀、筒形形狀、螺旋形狀或“Z”字型形狀。
5. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述柔性基底之至少一表面進一步設置有一催化劑層，所述奈米碳管陣列形成於該柔性基底表面之催化劑層。
6. 如請求項5所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述柔性基底之至少一表面進一步設置有一阻隔層，所述阻隔層設置於所述柔性基底與催化劑層之間，該阻隔層之厚度小於等於100微米。
7. 如請求項6所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述阻隔層之材料為矽、氮化矽、氧化矽或金屬氧化物。
8. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述奈米碳管 陣列包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管沿垂直於所述柔性基底之至少一表面方向生長。
9. 如請求項1所述之奈米碳管陣列結構，其中，所述柔性基底具有兩個相對設置之表面，所述奈米碳管陣列分別生長於該柔性基底兩個相對之表面。
10. 一種奈米碳管陣列結構之製備方法，其包括以下步驟：提供一反應室及一彎曲成預定形狀之面狀柔性基底，該柔性基底具有至少一表面，且所述柔性基底之至少一表面上形成有一催化劑層；將該柔性基底設置於該反應室內；加熱所述柔性基底至一預定溫度；向所述反應室內通入一碳源氣體，於所述柔性基底形成有催化劑層之至少一表面生長一奈米碳管陣列；及將該柔性基底從所述反應室中取出並展開成平面形狀。
11. 如請求項10所述之奈米碳管陣列結構之製備方法，其中，所述預定形狀包括筒形形狀、螺旋形狀或“Z”字型形狀。
12. 如請求項10所述之奈米碳管陣列結構之製備方法，其中，所述彎曲成預定形狀之面狀柔性基底具有一通孔，將所述柔性基底設置於反應室內時，所述柔性基底之通孔沿該反應室之軸線方向放置。
13. 如請求項12所述之奈米碳管陣列結構之製備方法，其中，進一步包括提供一加熱裝置，將該加熱裝置設置於所述柔性基底之通孔內加熱該柔性基底之步驟。
14. 如請求項10所述之奈米碳管陣列結構之製備方法，其中，於所述柔性基底之至少一表面上形成一催化劑層之前，進一步 包括於所述至少一表面上形成一阻隔層之步驟。