| Het is goed gedocumenteerd dat de koolstof nanotubes een reusachtige verscheidenheid van potentiële toepassingen heeft. Dit is toe te schrijven aan hun hoge elektro en warmtegeleidingsvermogen, uitzonderlijke sterkte, stijfheid en capaciteit om hun originele vorm na compressie [2-5] te herwinnen. De Koolstof nanotubes kan door verschillende processen worden gekweekt die omvatten; boog lossing, laserablatie en chemische dampdeposito. Het beloven van deze technieken is CVD dat CNTs om in situ op pre-gevormde substraten [6] toelaat worden gekweekt. Terwijl het vormen conventioneel wordt gedaan door fotolithografie, onlangs is een nieuwe geroepen methode het zachte lithografie vormen aangetoond efficiënter, economisch en veelzijdig om te zijn [7-10]. Nanotubes is van enorm belang zowel in hun originele vorm, als ook als deel van een samengesteld materiaal. Ingebed nanotubes in polymeer verbeteren de matrijzen de materiële eigenschappen door mechanisch sterkte en geleidingsvermogen [11-13] te verhogen. Nochtans, wanneer de samengestelde vorming in oplossing wordt uitgevoerd, vormt CNTs gewoonlijk complexen die eigenschappen in vergelijking met individuele buizen hebben verminderd. Ook, voor optimale ladingsoverdracht van het polymeer aan ingebedde CNTs, moet er een sterke interface tussen de buizen en de matrijs zijn. Deze zijn maar twee van de problemen verbonden aan CNT-Polymeer samengestelde productie en zij zijn gericht door vele onderzoeksteams. De Mogelijke oplossingen omvatten plasmabehandeling die tot verbeterde verspreiding [14] leiden en functionalisation van CNTs [15]. De Succesvolle integratie van CNTs in polymeermatrijzen kon tot toepassingen met inbegrip van leiden; vlak paneelvertoningen, sensoren, flexibele elektronische apparaten, en actuators [16-18]. Alvorens hun volledig potentieel te ontsluiten, moeten de kwesties van controleerbare en economische productie van nanotubes en hun verdere samenstellingen, worden overwonnen. Wij hebben eerder een efficiënte en rendabele methode gemeld om koolstof nanotubes in poly (dimethylsiloxane) op te nemen, PDMS, polymeermatrijs [1]. Gebruikend deze techniek konden wij zoals-gekweekte series CNT in een samenstelling opnemen. Dit elimineert de behoefte om CNTs voorafgaand aan samengestelde vorming te verspreiden. Het staat ook controle over de positie en de dichtheid van ingebed toe nanotubes. De morfologie van ingebed nanotubes kan worden gecontroleerd door de voorwaarden te veranderen van CVD worden gebruikt om CNTs [19 die] te kweken. Hier beschrijven wij de verdere richting van ons onderzoek dat de volumefractie van CNTs in een versterkt polymeer moet variëren. Dit wordt gedaan door series CNT in netpatronen te kweken. Eerder meldden wij het gebruiken van parallelle lijnen van series CNT die slechts in de richting parallel met de lijnen versterken. De patronen van het Net staan nochtans voor mechanische versterking in zowel het x als y-vliegtuig van een dunne filmsamenstelling toe. In het algemeen zijn de netlijnen wijd 5m m en de scheiding tussen lijnen wordt verhoogd die de volumefractie van CNTs te variëren op de substraatoppervlakte wordt gekweekt. Wij zullen dan deze zoals-gekweekte CNTs gebruiken om polymeer dunne films door rotatie te versterken met een laag bedekkend een geneesbaar polymeer op de nanotubenetten. Experimenteel De Koolstof werd nanotubes gekweekt door CVD gebruikend acetyleen, C22 
Figuur 1. (a): Schema van het vormen van een silicium hoofd gebruikende traditionele fotolithografie. (b): Schema van het gieten van een elastomeerzegel van een siliciummeester. De zegel kan dan voor het zachte lithografie vormen worden gebruikt. Vele zegels kunnen van de zelfde meester worden gegoten. Het Vormen van de Fotolithografie De eerste stap in fotolithografie het vormen van de meester was een positief chroom op hoogwaardige kwarts, 4inch x 4inch x 0.06inch te ontwerpen photomask. Het masker werd ontworpen gebruikend Kic 2.4 software [23] en werd toen vervaardigd door Photronics () Ltd. Het ontwerp dat wij was netpatronen met het stijgende uit elkaar plaatsen tussen netlijnen hebben gekozen. De positie van netlijnen beantwoordt aan de uiteindelijke plaats van series CNT. Vandaar die, verminderen wij systematisch de volumefractie van CNTs op de substraatoppervlakte door inter-net het uit elkaar plaatsen wordt gekweekt te verhogen. Het is de bedoeling geweest dat deze CNT netpatronen in dunne filmsamenstellingen worden opgenomen. Wij zullen daarom een methode hebben om de volumefractie nanotubes te controleren ingebed binnen een polymeermatrijs. Het is de plaats en de dichtheid van ingebedde nanotube netwerken die de mechanische, elektrische en thermische eigenschappen van het samengestelde materiaal bepalen. Gridlines werd ontworpen om 5ƒÊm wijd met scheidingen van 5mmm te zijn. Photomask Dit photomask werd toen gebruikt om het netpatroon op een siliciummeester over te brengen. Een siliciumwafeltje werd eerst schoongemaakt gebruikend een peroxyde/een zwavelachtige zure oplossing (HSO24: HO22 in de verhouding van 3:1) en pre-gebakken om het even welk overblijvend water te verwijderen. Daarna die was een laag van HMDS (hexamethyldisilazane), adhesiepromotor rotatie op het silicium wordt gegoten door Shipley 1813 positieve photoresist wordt gevolgd. Photomask werd geplaatst over photoresist en de ontmaskerde gebieden werden gedepolymeriseerd door blootstelling aan UV. Na UVblootstelling, Shipley MF 319 werd de ontwikkelaar gebruikt om gebieden van photoresist te verwijderen die hadden gedegradeerd. Het patroon werd overgebracht door reactieve ionenets, RIE, van het blootgestelde silicium. RIE impliceerde het gebruik van het gas4 van het CF aan een stroomtarief van 50 standaard kubieke centimeters per minuut (sccm), rfmacht bij 100W en een druk van 1 Torr. Ets tijd was 15min. De geëtste meester was imaged door de Elektronenmicroscopie van het Aftasten van de Emissie van het Gebied (FESEM) En een hoogteprofiel werd verkregen door interferometry. De Zegels van het Elastomeer De volgende stap was elastomeerzegels van deze siliciummeester te gieten. Het gebruikte elastomeer is poly (dimethylsiloxane), PDMS, (Dow Corning). Dit is een hydrophobic polymeer en zal sterk de siliciummeester aanhangen. De reden voor dit het onomkeerbare verzegelen is de vorming van covalent - banden o-Si-O door een condensatiereactie van de silanolgroepen op PDMS en - OH-Bevattend functionele groepen op het silicium. Vandaar moeten wij de meester hydrophobic maken vóór het gieten van de zegels. Dit is het gedaane gebruiken fluorosilane als versiepromotor. Eerst wordt de siliciummeester schoongemaakt en door UV/ozone voor 30mins geactiveerd. Onmiddellijk na activering, wordt het substraat geplaatst in een droogmiddel samen met ongeveer 0.3-0.5 ml (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) - trichlorosilane, (Oakwood Inc. van Producten). Het droogmiddel wordt gepompt neer aan een druk van 2.0 mbar. Na 60 minuten wordt het droogmiddel gelucht met lucht. Het substraat wordt dan opgenomen in een voorverwarmde oven bij 60º De Zegels van het Elastomeer PDMS PDMS de elastomeerzegels werden gegoten van de hydrophobic siliciummeester (Figuur 1B). Een mengsel van basis PDMS: genezende agent, in 10: 1 die verhouding, was daling op de meester wordt gegoten en stond om in de atmosferische omstandigheden over een periode van 4 dagen te genezen toe. De genezen die zegels PDMS dan gemakkelijk van de meester worden vrijgegeven en zoals verwacht, de zegels toonden de omgekeerde topologie van de meesters. Dit werd geverifieerd door interferometry. De Zegels waren dik in het gebied van 1cm. Het Vormen van de Katalysator De zegels werden toen gebruikt om een ijzer te vormen die katalysator voor de groei CNT bevatten. Poly (styreen -styreen-vinylferrocene), werd anionisch samengesteld door de auteurs, en werd gekenmerkt door de getoonde niet Chromatografie van de Permeatie van de Nuclear Magnetic Resonance en van het Gel () om zijn ijzerinhoud (2.1%) te bepalen. De Thermische Gravimetrische Analyse toonde dat tussen 350ºC en 450ººº De katalysator ps-PVF werd gevormd op 100nm SiOºº2 Resultaten en Bespreking Patronen van het Net werden geëtst in een siliciummeester (Figuur 2). 4inch werd x 4inchmeester gescheiden in 15 secties. Elke sectie bevatte de patronen van het 5mmnet met tussenruimtes die zich van 5-75m uitstrekken 
FESEM (a) toont een silicium hoofd tonende netpatronen. Interferometry (b) toont het hoogteprofiel van de meester. De meester werd toen behandeld met fluorosilane om een oppervlakte met lage vrije energie tussen twee raakvlakken te vormen. De contacthoek werd gemeten om van een gemiddelde van te veranderen 16º ±ºº±º 
Een interferometry aftasten toont de oppervlaktetopologie van de zegel en geeft een hoogteprofiel van 492nm. De zegels werden gebruikt om een katalysatoroplossing op substraten te vormen2 SiO. De gebruikte katalysator was poly (styreen -styreen-vinylferrocene), ps-PVF. Het vinylferrocenedeel van dit die polymeer bevat een ijzerkern die als katalysator voor de groei CNT bij de temperaturen in deze experimenten worden gebruikt actief is. Het ps-PVF polymeerpoeder werd opgelost in tolueen. Aanvankelijk werd tetrahydrofuran gebruikt als oplosmiddel maar wij verkregen verbeterde patroonkwaliteit door tolueen te gebruiken. Het Tolueen zwelt naar verluidt PDMS [22] maar voor onze grootte van de 5mmmeigenschap vonden wij geen ongunstige gevolgen voor de patroonkwaliteit. Wij konden ook de zegels opnieuw gebruiken PDMS een paar keer alvorens de patroonkwaliteit begon te degraderen. Wij gebruikten een 4wt% oplossing die (de concentratie van de oplossing variëren kan als methode worden gebruikt om de dichtheid van de nanotubegroei [19] te controleren). Een daling van oplossing ps-PVF werd geplaatst op de substraten2 SiO. De elastomeerzegel werd toen gebracht in contact met het substraat. De katalysatoroplossing migreert in de groeven op de zegel, werd het verlaten voor het tolueen nachtelijk om te verdampen en toen de zegel werd verwijderd openbaarde het een gevormd substraat zoals aangetoond in Figuur 4. 
Figuur 4. Het Zachte lithografie vormen staat ons toe om de katalysatordeeltjes tot binnen de afmetingen van onze patronen te beperken. Daarom tijdens CVD zouden wij verwachten dat CNTs slechts binnen de afmetingen van de netten groeit wat in Figuur 5 werd waargenomen. 
Figuur 5. Conclusies Samenvattend, melden wij een scalable goedkope techniek om netpatronen van nanotubeseries te kweken. Inter-net het uit elkaar plaatsen kan worden gemaakt zonodig gevend een eenvoudige methode om die de volumefractie nanotubes te controleren op onze substraten wordt gekweekt. Het is onze bedoeling om deze series CNT in een flexibele free-standing dunne filmsamenstelling op te nemen. Om dit te doen zullen wij een nieuwe methode van samengestelde die productie eerder door de auteurs wordt beschreven en wordt aangetoond aanwenden. Gebruikend zachte lithografie die kunnen wij de CNT geleidingskanalen selectief plaatsen en hun volumefractie controleren binnen de samenstelling vormen. De samenstelling kan dan voor toepassingen worden gebruikt die geleidende kanalen binnen een bendable matrijs vereisen. Deze toepassingen omvatten flexibele elektronika, elektromagnetische schilden en sensoren. Acknowledgments De auteurs erkennen de Ierse Instantie van het Hoger onderwijs (HEA), Richtten de Onderneming Ierland en de Specifieke EU het Project van het Onderzoek desygn-HET (Nr nmp4-ct-2004-505626) voor financiële steun. De auteurs zijn ook dankbaar aan Prof. P.M. Ajayan en Prof. C.Y. Ryu, van Polytechnisch Instituut Rensellaer, en ook, Prof. S. Curran van Nieuwe MexicoStateUniversity |