中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳納米材料基透明導(dǎo)電膜的透光及導(dǎo)電性能雖無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，但其突出的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的基底貼合性、優(yōu)異的機(jī)械柔性，以及可以大量制備并適合連續(xù)化制膜的優(yōu)勢(shì)使其在新型透明導(dǎo)電膜，特別是柔性透明導(dǎo)電膜研究領(lǐng)域仍占有重要的地位。
碳納米管基透明導(dǎo)電膜的制備方式主要分為干法和濕法2種。干法是指直接通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)生長(zhǎng)碳納米管薄膜或者由碳納米管陣列拉成薄膜；而濕法是指將碳納米管分散在合適的溶劑中，通過(guò)液相成膜的方法沉積在相應(yīng)基底上。
目前制備CNTs-TCF的方法較多，分為濕法和干法制備。濕法合成主要指采用CNTs均勻分散溶液進(jìn)行薄膜制備，包含真空抽濾、浸涂、噴涂、旋涂、電沉積和噴墨打印等；干法制備包括氣溶膠直接合成法，超陣列提拉法等。目前，快速高效、連續(xù)制備大面積柔性薄膜是CNTs-TCF制備發(fā)展的主要趨勢(shì)。
濕法制備
真空抽濾法
自從2004年Wu等報(bào)道了用抽濾法制備CNT-TCFs后，各種CNT-TCFs的制備方法迅速成為科研人員研究的熱點(diǎn)。該小組用十二烷基磺酸鈉(SDS)分散CNTs，然后通過(guò)真空抽濾的方法將CNTs均勻地沉積在濾膜上形成薄膜，洗去SDS，最后將形成的薄膜轉(zhuǎn)移到透明基底上得到CNT-TCFs。根據(jù)這種方法可以在不同的基底上制備直徑達(dá)10cm、兼具透光性及導(dǎo)電性的CNT薄膜。50nm厚薄膜的透光率可達(dá)70%，電阻率為30Ω/sq。
浸涂法
浸涂法就是將基底浸入CNTs分散液中使CNTs吸附于基底上，待干燥后自然成膜。Andrade等以Hipco法和CVD法制備的單壁碳納米管(SWCNTs)、雙壁碳納米管(DWCNTs)和多壁碳納米管(MWCNTs)為原料，對(duì)比研究了4種成膜方式（浸涂法、噴涂法、真空抽濾法和電沉積法），發(fā)現(xiàn)用浸涂法制得的薄膜相對(duì)較光滑、均勻；SWCNTs薄膜表現(xiàn)出最低的表面電阻，很有希望在太陽(yáng)能電池方面得到應(yīng)用。
噴涂法
噴涂法是將CNTs分散液直接噴于基底上的工藝，成膜效率非常高，適合制備大面積薄膜，薄膜厚度可以通過(guò)控制噴涂流量、時(shí)間和溶液濃度進(jìn)行良好控制。
Tenent等采用超聲波噴涂法制備出粗糙度小于3nm的超平滑CNT-TCFs，非常適用于光電子器件�，F(xiàn)在美國(guó)Eikos公司已經(jīng)使用該方法實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)，制備出大面積CNT-TCFs，導(dǎo)電率和透光性完全可與傳統(tǒng)ITO媲美，顯示出強(qiáng)大的生產(chǎn)效率。
旋涂法
旋涂法是一種常用的有機(jī)薄膜成膜工藝，現(xiàn)在也常用于制備CNT-TCFs。將透明基底吸在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)上，在轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將CNTs分散液滴在基底上，使溶液在離心力作用下在基底上鋪展成膜，高效快捷，并可通過(guò)控制旋涂的轉(zhuǎn)速和時(shí)間來(lái)控制薄膜厚度。
旋涂法制備的薄膜非常均勻，且能達(dá)到很薄的程度。但是揮發(fā)性的溶劑在旋涂的過(guò)程中比較容易揮發(fā)。
電沉積法
Andrade等經(jīng)過(guò)比較幾種成膜工藝指出，電沉積法是目前最有前途的成膜工藝，原因是電沉積法得到的薄膜均勻、光潔，并且可將CNTs牢牢地沉積下來(lái)，成膜速度快且可以重復(fù)利用，在需要將CNTs沉積在復(fù)雜形狀的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。
噴墨打印
2005年魏飛等用噴墨打印機(jī)將多壁碳納米管分散液打印在紙上，得到了導(dǎo)電性能良好且與紙結(jié)合力牢固的碳納米管膜。隨后，噴墨打印技術(shù)由于不需經(jīng)過(guò)光刻就能制備出各種復(fù)雜圖案，并且對(duì)材料的利用率高等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。
干法制備
氣溶膠直接合成法
Fraser等提出了氣溶膠直接合成法，將氣相沉積爐中生成的CNTs氣溶膠打在透明聚合膠帶上后有柱狀瓦解為平坦的膜狀，生成CNTs-TCF。
該方法制得的CNTs-TCF的形貌及質(zhì)量受到反應(yīng)過(guò)程中諸多因素的影響，如化學(xué)氣相沉積爐的溫度、載氣氫的流速、柔性基底的繞行速度等。
氣溶膠直接合成法制膜速度快，可以對(duì)膜的形態(tài)和線密度進(jìn)行有效控制，同時(shí)避免了CNT分散液的制備，提高了膜的質(zhì)量，簡(jiǎn)化了制備過(guò)程，但沉積膜的寬度受到反應(yīng)爐出口處直徑的限制，不能用于制備寬度較大的CNTs-TCF的制備。
超陣列提拉法
超陣列提拉法利用CNTs的可伸展性，通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝制作CNTs-TCF。超順排碳納米管陣列(SA-CNT)在經(jīng)過(guò)退火處理后，CNT的陣列方向由垂直變?yōu)樗健?/p>
超陣列提拉法與濕法合成法相比，工藝簡(jiǎn)單，CNT利用率高，費(fèi)用低，成膜質(zhì)量高，可用于工業(yè)化批量生產(chǎn)。但其對(duì)CNT陣列的質(zhì)量要求比較高。
參考來(lái)源：
寧?kù)o.基于碳納米材料的柔性透明導(dǎo)電薄膜研究進(jìn)展
于飛.柔性碳納米管透明導(dǎo)電薄膜國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
張靜.碳納米管透明導(dǎo)電薄膜制備技術(shù)的研究進(jìn)展
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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