专利名称：一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种结合静电纺丝与接触压印相结合从溶液中组装一维纳米线 阵列的方法，属于微纳米器件制造和信息传输技术的交叉领域。
背景技术：
当前，纳米线之所以引起广泛关注，是因为它为自下而上的制作新一代纳米器件 提供了有前途的基础支撑。在过去几年中，已经出现了一些基于纳米线构造的纳米器件结 构，包括晶体管、光电子结构、能量净化设备、新型的生物分子传感器和化学传感器等。这 些应用中最基本的问题就是怎样在固定的位置或明确的路线上装配纳米线。一个简单的 方法就是在纳米线制作过程中设计一个适当的反应体系来控制纳米线的位置、方向和形 状，但是这个策略受限于纳米线严格的生长条件，成功的范例很少。另一条途径是先制备好 纳米线，然后再用多种方法在设计好的路线上装配纳米线，由于人们已经能通过物理的或 化学的方法大规模地合成许多高品质的纳米线，因此这种方法非常重要(具有很强的可行 性)。对于一些在基底上垂直生长的纳米线，最近发展了一种接触印刷法以高取向地排列 纳米线。又由于一般合成的纳米线(特别是溶液化学法合成的纳米线)的导向通常是随机 的，目前发展了许多装配纳米线的方法包括LB膜法、微流体法、电场辅助的装配法、选择性 的化学或生物图案法、磁阵列法、光诱捕法等。尽管已有这些成就，但随机导向的纳米线经 可升级的装配后要进一步应用还需解决上述所说的瓶颈问题。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方 法，该方法易于对纳米线进行大规模的平行排列，可用于制备微纳电子器件等。技术方案本发明结合静电纺丝与接触压印排列纳米线阵列的方法包括以下步 骤a.对所制得的纳米线进行预处理，并使其在溶剂中悬浮，形成纳米线悬浮液；b.对要制得的纤维进行定向处理，将定向处理的纤维沉积到玻璃片表面，并以此 作为模板；c.将所述的模板，沿着纤维排列方向浸入纳米线悬浮液，以0. 5mm/s lmm/s的速 度从溶液中提出模板，在蒸发诱导的流体力和毛细力作用下，溶液中被分散的纳米线就会 沿着纳米纤维组成的微米/纳米通道而排列、沉积；d.最后再在基底上加润滑剂，通过机械臂拖动带有纺丝纤维的玻璃片模板在基底 上左右移动，实现吸附在纤维上的半导体纳米线向基底转移。对所制得的纳米线进行预处理是对纳米线进行疏水或是亲水处理，这样才能使得 纳米线很好的分散在溶剂中。作为模板的纤维先进行定向处理，处理的方法为接收纳米纤维的基片垂直于纺丝 的针筒出口作圆周运动。所述的润滑剂为水或有机溶剂。
有益效果本发明结合静电纺丝与接触压印从溶液中组装一维纳米线阵列的方 法，具有如下的优点；第一本发明的方法所需设备简单、操作便利，第二容易大规模地制作 取向良好的聚合体纳米纤维，第三本发明的方法也适合于制作成本比较低廉的塑料等基底 器件，第四本发明易于对纳米线进行大规模的平行排列，可用于制备微纳电子器件等。
图1是本发明原理示意图，其中有纳米纤维1，沉积纳米纤维的玻璃片2，纺丝纤 维的玻璃片模板进入溶液的方向3，纺丝纤维的玻璃片模板离开溶液的方向4，纳米线悬浮 液5，纳米线6，带有纺丝纤维的玻璃片模板在硅片上的左右移动方向7，硅片基底8。
具体实施例方式结合静电纺丝与接触压印从溶液中组装一维纳米线阵列的方法包括以下步骤 (1)利用实验纺丝好的定向纳米纤维作为模板，沿着纤维排列方向浸入纳米线悬浮液，以 0. 5mm/s lmm/s的速度从溶液中提出玻璃片模板，(2)然后再在基底上加一点润滑剂(如 水或有机溶剂)，通过机械臂拖动带有纺丝纤维的玻璃片模板在基底上左右来回移动，实现 定向吸附在纤维上的半导体纳米线向基底的成功转移(实验示意图见图1)。本发明利用静电纺丝从溶液中组装一维纳米线阵列的原理如图1所示，利用定向纺丝的纳米纤维(接受纤维的玻片和纺丝的针筒出口垂直，且作圆周转动) 作为模板，沿着纤维排列方向浸入纳米线悬浮液，以0. 5mm/s lmm/s的速度从溶液中提出 玻璃片模板，在蒸发诱导的流体力和毛细力作用下，溶液中被分散的纳米线就会沿着纳米 纤维组成的微米/纳米通道而排列、沉积，然后再在基底上(如硅片)加一点润滑剂(如水 或有机溶剂)，通过机械臂拖动带有纺丝纤维的玻璃片模板在基底上左右移动，由于纳米线 和基底之间的范德华力，从而实现吸附在纤维上的半导体纳米线向基底的成功转移。
权利要求
1.一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征在于该方法包括以下步骤a.对所制得的纳米线进行预处理，并使其在溶剂中悬浮，形成纳米线悬浮液；b.对要制得的纤维进行定向处理，将定向处理的纤维沉积到玻璃片表面，并以此作为 模板；c.将所述的模板，沿着纤维排列方向浸入纳米线悬浮液，以0.5mm/s lmm/s的速度从 溶液中提出模板，在蒸发诱导的流体力和毛细力作用下，使溶液中被分散的纳米线沿着纳 米纤维组成的微米/纳米通道而排列、沉积；d.最后再在基底上加润滑剂，通过拖动带有纺丝纤维膜的玻璃片模板在基底上左右移 动，实现吸附在纤维上的半导体纳米线向基底转移。
2.根据权利要求1所述的纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征在于 对所制得的纳米线进行预处理是对纳米线进行疏水或是亲水处理，这样才能使得纳米线很 好的分散在溶剂中。
3.根据权利要求1所述的一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征 在于对要制得的纤维进行定向处理，处理的方法为接收纳米纤维的基片垂直于纺丝的针筒 出口作圆周运动。
4.根据权利要求1所述的一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征 在于带有纳米纤维的玻璃片模板进入溶液的方向和纤维的取向一致。
5.根据权利要求1所述的一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征 在于带有纳米纤维的玻璃片模板离开溶液的方向和纤维的取向一致，且该模板需在溶液 上 方停留片刻。
6.根据权利要求1所述的一种纤维辅助与接触压印相结合排列纳米线的方法，其特征 在于所述的润滑剂为水或有机溶剂。
全文摘要
结合静电纺丝与接触压印从溶剂中组装一维纳米线阵列的方法是一种简单易操作的方法。该方法首先利用定向纺丝的纳米纤维作为模板，沿着纤维排列方向浸入纳米线悬浮液，以0.5mm/s～1mm/s的速度从溶液中提出玻璃片模板，最后再在基底上加一点润滑剂，通过机械臂拖动带有纺丝纤维的玻璃片模板在基底上左右移动，实现吸附在纤维上的半导体纳米线向基底的成功转移。本发明的方法不仅所需设备简单、操作便利，适合各种衬底，而且易于对纳米线进行大规模的平行排列，可用于制备微米纳米电子器件等。
文档编号B81C1/00GK102050422SQ20101056710
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者吕兰欣, 晏善成, 肖忠党, 黄宁平 申请人:东南大学