TWI534077B - 奈米碳管陣列及用奈米碳管陣列製備奈米碳管結構之方法 - Google Patents

Description

奈米碳管陣列及用奈米碳管陣列製備奈米碳管結構之方法

本發明涉及一種奈米碳管陣列及利用該奈米碳管陣列製備奈米碳管結構之方法。

奈米碳管係一種由石墨烯片卷成之中空管狀物。奈米碳管具有優異之力學、熱學及電學性質，其應用領域非常廣闊。例如，奈米碳管可用於製作場效應電晶體、原子力顯微鏡針尖、場發射電子槍等。上述技術中奈米碳管之應用主要奈米碳管於微觀尺度上之應用，操作較困難。故，使奈米碳管具有宏觀尺度之結構並於宏觀上應用具有重要意義。

為克服上述問題，范守善等人於2008年8月16日公開之第TW200833862號專利申請揭示了一種包括複數奈米碳管且具有宏觀尺度之奈米碳管薄膜及其製備方法。該奈米碳管膜狀結構之製備方法主要包括以下步驟：陣列化奈米碳管以提供一平行排列之奈米碳管陣列；從該奈米碳管陣列中沿一個方向抽出該奈米碳管，獲得一奈米碳管膜狀結構。該奈米碳管膜狀結構之最大長度與該奈米碳管陣列之最大寬度成正比。該奈米碳管陣列之最大寬度為奈米碳管陣列中距離最大之兩個點之間之距離。該奈米碳管膜 狀結構之最大長度為沿奈米碳管陣列之最大寬度方向拉伸出來之奈米碳管膜狀結構之長度。然而，由於生長該奈米碳管陣列之基底為一圓形矽片，而矽片製備工藝使得矽片之最大寬度如直徑得到限制，故，從該奈米碳管陣列獲得之奈米碳管膜狀結構之長度有所限制。

有鑒於此，提供一種奈米碳管陣列及利用該奈米碳管陣列能夠製備具有較長長度之奈米碳管結構之方法實為必要。

一種奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列具有一分割線，將該奈米碳管陣列分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構。該奈米碳管帶狀結構之最大長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度，該奈米碳管陣列之最大寬度為奈米碳管陣列中距離最大之兩個點之間之距離。

一種奈米碳管結構之製備方法，其包括以下步驟：提供一奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列具有至少一分割線，將該奈米碳管陣列分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構，該奈米碳管帶狀結構之最大長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度，該奈米碳管陣列之最大寬度為奈米碳管陣列中距離最大之兩個點之間之距離；從上述奈米碳管帶狀結構靠近該分割線之一個端點之一端選定一定寬度之複數奈米碳管；以一定速度沿基本垂直於奈米碳管陣列生長方向拉伸該複數奈米碳管，以形成一連續之奈米碳管膜。

相較於先前技術，該奈米碳管陣列表面具有一分割線，該奈米碳管陣列經該分割線形成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構。該奈米碳管帶狀結構之最大長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度，從 而使得由該奈米碳管陣列製備形成之奈米碳管結構如奈米碳管膜、奈米碳管線之最大長度取決於奈米碳管帶狀結構之最大長度，而該奈米碳管帶狀結構之最大長度能通過控制分割線之分佈來控制，從而使得該奈米碳管陣列能夠獲得具有較長長度之奈米碳管結構，從而擺脫該奈米碳管陣列最大寬度之限制。

10‧‧‧奈米碳管陣列

110‧‧‧分割線

120、130‧‧‧端點

140‧‧‧奈米碳管帶狀結構

150‧‧‧幾何中心

20‧‧‧基底

30‧‧‧奈米碳管膜

圖1係本發明實施例所提供之一種奈米碳管陣列設置於一基底上之結構示意圖。

圖2係圖1提供之一種奈米碳管陣列之俯視示意圖。

圖3係本發明實施例所提供之另一種奈米碳管陣列之俯視示意圖。

圖4係本發明實施例所提供之另一種奈米碳管陣列之俯視示意圖。

圖5係本發明實施例所提供之另一種奈米碳管陣列之俯視示意圖。

圖6係本發明實施例所提供之另一種奈米碳管陣列之俯視示意圖。

圖7係一種利用本發明實施例所提供之奈米碳管陣列製備奈米碳管結構之製備方法之流程示意圖。

圖8係用圖7中之製備方法製備一奈米碳管膜時製備示意圖。

圖9係利用圖7中之製備方法得到之奈米碳管膜掃描電鏡照片。

圖10係利用圖7中之製備方法得到之非扭轉之奈米碳管線掃描電 鏡照片。

圖11係利用圖7中之製備方法得到之非扭轉之奈米碳管線掃描電鏡照片。

圖12係另一種利用本發明實施例所提供之奈米碳管陣列製備奈米碳管結構之製備方法之流程示意圖。

以下將結合附圖對本發明作進一步詳細之說明。

請參閱圖1及圖2，本發明實施例提供之一種奈米碳管陣列10，該奈米碳管陣列10形成於一基底20表面。該奈米碳管陣列10為一超順排陣列，該奈米碳管陣列10包括複數奈米碳管大致平行排列且垂直於該基底20表面，該複數奈米碳管彼此通過凡得瓦爾力緊密接觸。該基底20可選用石英基底、P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層之矽基底20。在本實施例中，該基底20採用圓形矽基底20。

該奈米碳管陣列10具有一分割線110，該分割線110具有相對之兩個端點120、130，該分割線110之一端點120延伸至該奈米碳管陣列10之邊緣上。該分割線110將該奈米碳管陣列10分割形成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構140。為了後面之描述簡便，將該奈米碳管帶狀結構140沿該分割線110之延伸方向之尺度稱為長度，該奈米碳管帶狀結構140沿該分割線110之法線方向之尺度為該奈米碳管帶狀結構140之寬度。優選地，該奈米碳管帶狀結構140之寬度大致相等，從而使由該奈米碳管帶狀結構140製備之奈米碳管結構之寬度大致相等。該奈米碳管帶狀結構140之最大長度 大於該奈米碳管陣列10之最大寬度，該奈米碳管陣列10之最大寬度為奈米碳管陣列10外輪廓中距離最大之兩個點之間之距離，即假設奈米碳管陣列10為垂直於基底20表面生長之，那麼所謂奈米碳管陣列10之最大寬度為沿基底20表面上之距離最大之兩個點之間之間距。在本實施例中，該奈米碳管陣列10佈滿該基底20表面，即該奈米碳管陣列10遠離該基底20之表面為一個圓形，該奈米碳管陣列10距離最大之兩個點之間之距離為該圓形之直徑或該基底20之直徑。從該奈米碳管陣列10拉伸出來之奈米碳管結構之最大長度正比於該奈米碳管帶狀結構140之最大長度，故，當該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於該奈米碳管陣列10之最大寬度時，從該奈米碳管陣列10拉伸出來之奈米碳管結構之最大長度將大於從不具有分割線110之奈米碳管陣列10拉伸出來之奈米碳管結構之最大長度，從而突破奈米碳管結構之最大長度只能取決於奈米碳管陣列10之最大寬度之限制，獲得具有較長長度之奈米碳管結構如奈米碳管膜30、奈米碳管線。理論上，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度主要取決於分割線110之分佈，從而使該奈米碳管結構之最大長度只取決於該奈米碳管帶狀結構140之最大長度，而不取決於該奈米碳管陣列10及生長該奈米碳管陣列10之基底20之最大寬度(如直徑)之限制。

由於該奈米碳管陣列10中之奈米碳管之長度較小，該奈米碳管陣列10於宏觀上為一薄膜結構，可定義該奈米碳管陣列10遠離該基底20之表面之幾何中心為該奈米碳管陣列10之幾何中心150。在本實施例中，該分割線110中之一個端點130靠近該奈米碳管陣列10之幾何中心150，且該分割線110繞該幾何中心150逐漸向外延伸。優選地，該分割線110由複數半圓弧依次相接而形成，該複 數半圓弧之圓心與該幾何中心150位於同一條直線，彼此相接之兩個半圓弧之間之直徑之差值k相等，該複數半圓弧之間之直徑構成一等差數列。當該複數半圓弧中直徑最小之半圓弧之直徑d與該差值k相等(d=k)時，該基底20表面之直徑可為該差值k之倍數n，即設定該基底20表面之直徑為D，則該差值k等於D/n(k=D/n)。通過此設置，最大限度地使該基底20表面之奈米碳管包含於該奈米碳管帶狀結構140中。於該基底20之最大長度一定之情況下，可通過控制該差值k來控制該奈米碳管帶狀結構140之最大長度。該差值k越小，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度越長，從該奈米碳管帶狀結構140拉出之奈米碳管結構之最大長度就越長。在本實施例中，選擇直徑為4英寸之矽基底20，差值k為0.4英寸，則該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於30英寸，遠大於該基底20之最大長度。即理論上利用該奈米碳管帶狀結構140製備之奈米碳管結構如奈米碳管膜30、奈米碳管線之最大長度係直接從未具有分割線110之奈米碳管陣列10製備之奈米碳管結構之最大長度之7倍以上，從而突破奈米碳管陣列10之最大寬度或基底20之直徑對奈米碳管結構之最大長度之限制。

該基底20及分割線110之形狀並不局限於上述實施例列舉之情況，如圖3至圖6所示，該基底20可為圓形、方形或其他任意形狀。該分割線110包括直線、曲線或其組合；該分割線110之長度可大於該基底20之最大長度或小於該基底20之最大長度；該分割線110可一端點延伸至該奈米碳管陣列10邊緣，也可兩個端點均延伸至該奈米碳管陣列10邊緣，還可兩個端點均分佈於該奈米碳管陣列10內；該奈米碳管陣列10可包括一根或復數根分割線110，只要滿足使至少一條奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於該基 底20之最大長度即可。具體地，圖3中之分割線110為一條最大長度小於該基底20或奈米碳管陣列10之最大寬度之直線，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大致與圖中虛線S之長度相當。圖4中之分割線110為一條兩端分別自該奈米碳管陣列10表面邊緣伸出之線，從而將該奈米碳管陣列10分割成兩個連續之奈米碳管帶狀結構140，該分割線110包括曲線與直線，其中一個奈米碳管帶狀結構140之最大長度與圖中虛線S之長度相當。圖5中之奈米碳管陣列10包括兩條彼此平行之分割線110，分割形成至少一條沿垂直延伸方向之寬度相等之奈米碳管帶狀結構140。圖6中之奈米碳管陣列10為方形陣列，該方形陣列包括兩條並排蜿蜒之分割線110，從而得到一條寬度大致相等之奈米碳管帶狀結構。

請參閱圖7及圖8，一種利用本發明實施例所提供之奈米碳管陣列10製備奈米碳管結構之製備方法，其包括如下步驟。

步驟S101，提供一奈米碳管陣列10，該奈米碳管陣列10具有至少一分割線110，將該奈米碳管陣列10分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構140，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於該奈米碳管陣列10之最大寬度，該最大寬度為奈米碳管陣列10中距離最大之兩個點之間之距離。

在本實施例中，該奈米碳管陣列10之製備方法採用化學氣相沈積法，其具體步驟包括：

步驟S111，提供一平整基底。該基底可選用石英基底、P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層之矽基底。該基底之形狀不限，可為圓形、方形或多邊形。在本實施例中，該基底採用圓形矽基底。

步驟S112，於基底表面均勻形成一催化劑層。該催化劑層材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合之合金之一。

步驟S113，將上述形成有催化劑層之基底於700~900℃之空氣中退火約30分鐘~90分鐘。

步驟S114，將處理過之基底置於反應爐中，於保護氣體環境下加熱到500~740℃，然後通入碳源氣反應約5~30分鐘，生長得到高度為200~400微米之奈米碳管陣列預製體。該奈米碳管陣列預製體為複數彼此平行且垂直於基底生長之奈米碳管形成之純奈米碳管陣列預製體。可以理解，該奈米碳管陣列預製體均勻分佈於整個基底表面。在本實施例中，該奈米碳管陣列預製體之為一圓形奈米碳管陣列10。通過上述控制生長條件，該奈米碳管陣列預製體中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留之催化劑金屬顆粒等。該奈米碳管陣列預製體中之奈米碳管彼此通過凡得瓦爾力緊密接觸形成陣列。本實施例中碳源氣可選用乙炔等化學性質較活潑之碳氫化合物，保護氣體可選用氮氣、氨氣或惰性氣體。

步驟S115，於該奈米碳管陣列預製體上蝕刻出該分割線110，得到該奈米碳管陣列10。通過鐳射等手段於該奈米碳管陣列預製體蝕刻不同種類之分割線110，可得到不同種類之奈米碳管帶狀結構140。優選地，該分割線110為一沿該奈米碳管陣列10中之一點往外逐圈旋繞而成之曲線，如螺旋線。在本實施例中，該分割線110由複數半圓弧依次相接而形成，其中，奇數位之半圓弧相互同心設置，圓心為M1，偶數位之半圓弧相互同心設置，圓心為M2。彼此相接之兩個半圓弧之間之直徑之差值k相等，該複數半圓弧之間之直徑構成一等差數列。當該複數半圓弧中直徑最小之半 圓弧之直徑k與該差值k相等(d=k)時，該基底20表面之直徑可為該差值k之倍數n，即設定該基底20表面之直徑為L，則該差值k等於L/n。通過此設置，可最大限度地使該基底20表面之奈米碳管包含於該奈米碳管帶狀結構140中。於該基底20之最大寬度一定之情況下，可通過控制該差值k來控制該奈米碳管帶狀結構140之長度。該差值k越小，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度越長，從該奈米碳管帶狀結構140拉出之奈米碳管結構之最大長度就越長。在本實施例中，選擇直徑為4英寸之矽基底20，差值k為0.4英寸，則該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於30英寸，遠大於該基底20之最大寬度。即理論上利用該奈米碳管帶狀結構140製備之奈米碳管結構如奈米碳管膜30、奈米碳管線之最大長度係直接從未具有分割線110之奈米碳管陣列10製備之奈米碳管結構之最大長度之7倍以上，從而突破奈米碳管陣列10之最大寬度或基底20之直徑對奈米碳管結構之最大長度之限制。

步驟S102，從上述奈米碳管帶狀結構140靠近該分割線110之一個端點之一端選定一定寬度之複數奈米碳管。該一定寬度之複數奈米碳管為奈米碳管陣列10之一部分。本實施例優選為採用具有一定寬度之膠帶或表面塗敷有黏膠之工具等拉伸工具接觸奈米碳管陣列10以選定一定寬度之複數奈米碳管。

步驟S103，以一定速度沿基本垂直於奈米碳管陣列10生長方向拉伸該複數奈米碳管，以形成一連續之奈米碳管膜30。請參閱圖8，該奈米碳管膜30與該奈米碳管陣列10於相交之位置形成有一平行於該基底20表面之交界線AB。該交界線AB與該切割線至少具有一個交點A。於拉伸該奈米碳管膜30時，該拉伸工具與該奈米碳 管陣列10相對轉動，使拉膜方向或沿奈米碳管膜30之延伸方向與該切割線於該交點A之切線之夾角之角度基本相等，即該切割線於該交點A或交點B之法線與該交界線AB之夾角恒定。在本實施例中，該拉伸工具之運動軌跡垂直於連接於該圓心M1與M2之一基準線，而該奈米碳管陣列10依次沿圓心M1與M2轉動。具體體，該奈米碳管陣列10第一次轉動時轉動360，然後往該拉伸工具之方向移動固定距離，該固定距離為該兩個圓心M1與M2之間之距離。此後，每轉過180度，即每轉到一個半圓弧，該該奈米碳管陣列10往該拉伸工具之方向移動固定距離，直到奈米碳管帶狀結構140中之所有奈米碳管全部被拉伸完，該固定距離為兩個圓心M1與M2之間之距離。從而使得該拉伸工具之之運動軌跡垂直於切割線於該交點A之法線，使該交界線AB與該分割線110具有兩個交點A、B時長度為定值，即該奈米碳管膜30沿垂直於延伸方向之寬度於該交界線AB與該分割線110具有兩個交點A、B時為定值。可以理解，大部分奈米碳管膜30於被拉伸時，交界線AB與該分割線110具有兩個交點A、B，即大部分之奈米碳管膜30之寬度為定值。在本實施例中，該交界線AB與切割線於交點A之法線基本重合。

請參閱圖9，該奈米碳管膜30係由若干奈米碳管組成之自支撐結構。該若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列。該擇優取向係指於奈米碳管膜30中大多數奈米碳管之整體延伸方向基本朝同一方向。而且，該大多數奈米碳管之整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜30之表面。進一步地，該奈米碳管膜30中多數奈米碳管係通過凡得瓦爾力首尾相連。具體地，該奈米碳管膜30中基本朝同一方向延伸之大多數奈米碳管中每一奈米碳管與於延伸方向上相鄰之奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。當然，該奈米碳管膜30 中存於少數隨機排列之奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜30中大多數奈米碳管之整體取向排列構成明顯影響。該自支撐為奈米碳管膜30不需要大面積之載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜30置於(或固定於)間隔一定距離設置之兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間之奈米碳管膜30能夠懸空保持自身膜狀狀態。該自支撐主要通過奈米碳管膜30中存於連續之通過凡德瓦爾力首尾相連延伸排列之奈米碳管而實現。

具體地，該奈米碳管膜30中基本朝同一方向延伸之多數奈米碳管，並非絕對之直線狀，可適當之彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可適當之偏離延伸方向。故，不能排除奈米碳管膜30之基本朝同一方向延伸之多數奈米碳管中並列之奈米碳管之間可能存於部分接觸。

可以理解的，本發明之該奈米碳管結構之製備方法完成上述步驟S103之後還可進一步包括如下步驟：步驟S104，將拉出之奈米碳管膜30經過處理形成一奈米碳管線。該奈米碳管膜30之處理方法包括用揮發性有機溶劑浸潤處理或機械扭轉處理。該揮發性有機溶劑浸潤處理可通過試管將有機溶劑滴落於奈米碳管膜30表面浸潤整個奈米碳管膜30，或者，也可將上述形成有奈米碳管膜30之固定框架整個浸入盛有有機溶劑之容器中浸潤。該揮發性有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。該有機溶劑於揮發時產生之張力使該奈米碳管膜30收縮形成該奈米碳管線。請參閱圖10，通過揮發性有機溶劑浸潤處理所得到之奈米碳管線為一非扭轉之奈米碳管 線，該非扭轉之奈米碳管線包括複數沿奈米碳管線長度方向排列之奈米碳管。具體地，該非扭轉之奈米碳管線包括複數奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連且沿奈米碳管線軸向擇優取向排列。該機械扭轉處理可通過採用一機械力將該奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉。請參閱圖11，通過機械扭轉處理而得到之奈米碳管線為一扭轉之奈米碳管線，該扭轉之奈米碳管線包括複數繞奈米碳管線軸向螺旋排列之奈米碳管。具體地，該扭轉之奈米碳管線包括複數奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連且沿奈米碳管線軸向呈螺旋狀延伸。可以理解，也可對獲得之奈米碳管膜30同時或者依次進行有機溶劑揮發性有機溶劑浸潤處理或機械扭轉處理來獲得扭轉之奈米碳管線。在本實施例中，由於大部分奈米碳管膜30之寬度為定值，故大部分該奈米碳管線之直徑為定值，通過切割等手段可得到直徑為定值之奈米碳管線。

請參閱圖12，另一種利用本發明實施例所提供之奈米碳管陣列10製備奈米碳管結構之製備方法，其包括如下步驟。

步驟S201，提供一奈米碳管陣列10，該奈米碳管陣列10具有至少一分割線110，將該奈米碳管陣列10分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構140，該奈米碳管陣列10之最大寬度為奈米碳管陣列10中距離最大之兩個點之間之距離，該奈米碳管帶狀結構140之最大長度大於該奈米碳管陣列10之最大寬度。

該奈米碳管陣列10可通過如下步驟製備。

步驟S211，提供一平整基底20。

步驟S222，於基底20表面形成一催化劑層，該催化劑層為一最大 長度大於該基底表面之最大寬度之帶狀催化劑結構。該帶狀催化劑結構可通過於該催化劑層蝕刻出該分割線而形成。

步驟S223，將上述形成有帶狀催化劑結構之基底於700~900℃之空氣中退火約30分鐘~90分鐘。

步驟S224，將處理過之基底20置於反應爐中，於保護氣體環境下加熱到500~740℃，然後通入碳源氣反應約5~30分鐘，生長得到高度為200~400微米之奈米碳管帶狀結構140，該奈米碳管帶狀結構140與該分割線110一起形成一奈米碳管陣列10。

步驟S202，從上述奈米碳管帶狀結構140靠近該分割線110之一個端點之一端選定一定寬度之複數奈米碳管。

步驟S203，以一定速度沿基本垂直於奈米碳管陣列10生長方向拉伸該複數奈米碳管，以形成一連續之奈米碳管膜。

可以理解的，本發明之該奈米碳管結構之製備方法完成上述步驟S203之後還可進一步包括如下步驟：

步驟S204，將拉出之奈米碳管膜經過處理形成一奈米碳管線。

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例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知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。

10‧‧‧奈米碳管陣列

110‧‧‧分割線

120、130‧‧‧端點

140‧‧‧奈米碳管帶狀結構

150‧‧‧幾何中心

Claims (16)

1. 一種奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列具有一分割線，該分割線將該奈米碳管陣列分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構，該奈米碳管帶狀結構之最大長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度，該奈米碳管陣列之最大寬度為奈米碳管陣列外輪廓中距離最大之兩個點之間之距離，該奈米碳管帶狀結構沿分割線之延伸方向彎曲延伸。
2. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該奈米碳管帶狀結構沿垂直於分割線延伸方向之寬度相等。
3. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該分割線之一端延伸至該奈米碳管陣列之邊緣。
4. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該分割線之兩端均延伸至該奈米碳管陣列之邊緣，該分割線之長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度。
5. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該分割線為一螺旋線。
6. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該分割線由複數半圓弧依次相接而形成，彼此相接之兩個半圓弧之間之直徑之差值相等。
7. 如請求項第1項所述之奈米碳管陣列，其中，該奈米碳管陣列具有兩條分割線，該兩條分割線彼此平行，且每一分割線之長度均大於該基底之最大寬度。
8. 一種奈米碳管結構之製備方法，其包括以下步驟： 提供一奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列具有至少一分割線，將該奈米碳管陣列分割成至少一個連續之奈米碳管帶狀結構，該奈米碳管帶狀結構之最大長度大於該奈米碳管陣列之最大寬度，該奈米碳管陣列之最大寬度為奈米碳管陣列中距離最大之兩個點之間之距離，該奈米碳管帶狀結構沿分割線之延伸方向彎曲延伸；從上述奈米碳管帶狀結構靠近該分割線之一個端點之一端選定一定寬度之複數奈米碳管；以及以一定速度沿基本垂直於奈米碳管陣列生長方向拉伸該複數奈米碳管，以形成一連續之奈米碳管膜。
9. 如請求項第8項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該奈米碳管陣列之製備方法包括如下步驟：提供一平整基底；於基底表面形成一催化劑層，該催化劑層為一最大長度大於該基底表面之最大寬度之帶狀催化劑結構；將上述形成有帶狀催化劑結構之基底於700~900℃之空氣中退火30分鐘~90分鐘；以及將處理過之基底置於反應爐中，於保護氣體環境下加熱到500~740℃，然後通入碳源氣反應5~30分鐘，生長得到高度為200~400微米之奈米碳管帶狀結構，該奈米碳管帶狀結構與該分割線一起形成一奈米碳管陣列。
10. 如請求項第8項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該奈米碳管陣列之形成方法包括如下步驟：提供一奈米碳管陣列預製體形成於一基底表面；於該奈米碳管陣列預製體上蝕刻出該分割線，得到該奈米碳 管陣列。
11. 如請求項第8項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該分割線由複數半圓弧依次相接而形成且自該奈米碳管陣列邊緣上一點往內盤旋，彼此相接之兩個半圓弧之間之直徑之差值相等。
12. 如請求項第8項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該奈米碳管膜與該奈米碳管陣列相交之位置形成有一平行於該基底表面之交界線，該交界線與該分割線具有至少一個交點。
13. 如請求項第12項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該分割線於該交點之法線與該交界線之夾角恒定。
14. 如請求項第12項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該分割線於該交點之法線與該交界線重合。
15. 如請求項第12項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，該奈米碳管膜由一拉伸工具自該奈米碳管陣列拉伸而出，該拉伸工具與奈米碳管陣列相對轉動，使奈米碳管膜之延伸方向與該分割線於該交點之切線方向之夾角基本相等。
16. 如請求項第8項所述之奈米碳管結構之製備方法，其中，其進一步包括如下步驟：將拉出之奈米碳管膜經過處理形成一奈米碳管線。