| É bem documentado que os nanotubes do carbono têm uma variedade enorme de aplicações potenciais. Isto é devido a suas condutibilidades elétricas e térmicas altas, força excepcional, rigidez e capacidade recuperar sua forma original após a compressão [2-5]. Os nanotubes do Carbono podem ser crescidos pelos processos diferentes que incluem; descarga de arco, ablação do laser e depósito de vapor químico. O mais prometedor destas técnicas é o CVD que permite que CNTs seja crescido in situ nas carcaças pre-modeladas [6]. Quando modelar for feita convencionalmente pela fotolitografia, um método novo chamado modelação macia da litografia tem sido demonstrado recentemente para ser mais eficiente, econômico e versátil [7-10]. Nanotubes é do interesse tremendo ambos em sua forma original, e igualmente como parte de um material composto. Os nanotubes Encaixados em matrizes do polímero aumentam as propriedades materiais aumentando a força e a condutibilidade mecânicas [11-13]. Contudo, quando a formação composta for realizada na solução, de CNTs agregados do formulário geralmente que têm propriedades reduzidas em comparação com as câmaras de ar individuais. Também, porque transferência óptima da carga do polímero ao CNTs encaixado, deve haver uma relação forte entre as câmaras de ar e a matriz. Estes são mas dois dos problemas associados com a produção composta e eles do CNT-polímero foram endereçados por muitos grupos de investigação. As soluções Possíveis incluem o tratamento do plasma que conduz à dispersão aumentada [14] e ao functionalisation do CNTs [15]. A incorporação Bem Sucedida de CNTs em matrizes do polímero podia conduzir às aplicações incluir; ecrãs planos, sensores, dispositivos electrónicos flexíveis, e actuadores [16-18]. Antes de realizar sua capacidade plena, as introduções da produção verificável e econômica de nanotubes e de seus compostos subseqüentes, devem ser superadas. Nós temos relatado previamente um método eficiente e eficaz na redução de custos de incorporar os nanotubes em um poli (dimethylsiloxane), PDMS do carbono, matriz do polímero [1]. Usando esta técnica nós podíamos incorporar disposições como-crescidas de CNT em um composto. Isto elimina a necessidade de dispersar o CNTs antes da formação composta. Igualmente permite o controle sobre a posição e a densidade dos nanotubes encaixados. A morfologia dos nanotubes encaixados pode ser controlada alterando as condições do CVD usadas para crescer o CNTs [19]. Aqui nós descrevemos o sentido subseqüente de nossa pesquisa que é variar a fracção de volume de CNTs em um polímero reforçado. Isto é feito por disposições crescentes de CNT em testes padrões de grade. Previamente nós relatamos usando linhas paralelas de disposições de CNT que reforçam somente no sentido paralelo às linhas. Os testes padrões de Grade contudo permitem o reforço mecânico no y-plano do x e de um composto do filme fino. Geralmente as linhas de grade são o 5m m largamente e a separação entre linhas é aumentada para variar a fracção de volume de CNTs crescida na superfície da carcaça. Nós usaremos então estes CNTs como-crescido para reforçar filmes finos do polímero pela rotação que reveste um polímero curável nas grades do nanotube. Experimental Os nanotubes do Carbono foram crescidos pelo CVD usando o acetileno, C22 
Figura 1. (a): Diagrama Esquemático de modelar uma fotolitografia tradicional de utilização mestra do silicone. (b): Diagrama Esquemático de moldar um selo do elastómetro de um mestre do silicone. O selo pode então ser usado para a modelação macia da litografia. Muitos selos podem ser moldados do mesmo mestre. Modelação da Fotolitografia A primeira etapa na modelação da fotolitografia do mestre era projectar um cromo positivo no quartzo do nível superior, 4inch x 4inch x photomask de 0.06inch. A máscara foi projectada usando o software de Kic 2,4 [23] e então manufacturado pelo Ltd de Photronics (). O projecto que nós escolhemos era testes padrões de grade com afastamento incremental entre linhas de grade. A posição de linhas de grade corresponde ao lugar eventual de disposições de CNT. Daqui, nós diminuímos sistematicamente a fracção de volume de CNTs crescida na superfície da carcaça aumentando o afastamento da inter-grade. Pretende-se que estes testes padrões de grade de CNT estejam incorporados em compostos do filme fino. Nós teremos conseqüentemente um método de controlar a fracção de volume dos nanotubes encaixados dentro de uma matriz do polímero. Está o lugar e a uma densidade das redes encaixadas do nanotube que determinam as propriedades mecânicas, elétricas e térmicas do material composto. Gridlines foi projectado ser 5ƒÊm largamente com separações do 5mmm. Photomask Este photomask foi usado então para transferir o teste padrão de grade em um mestre do silicone. Uma bolacha de silicone foi limpada primeiramente usando um peróxido/solução ácida sulfúrica (HSO24: HO22 na relação do 3:1) e pre-cozido para remover alguma água residual. Em Seguida uma camada de HMDS (hexamethyldisilazane), promotor de adesão era molde da rotação no silicone seguido pelo fotoresistente do positivo de Shipley 1813. O photomask foi colocado sobre o fotoresistente e as áreas desmascaradas depolymerised pela exposição a UV. Após a exposição UV, o revelador de Shipley MF 319 foi usado para remover as áreas do fotoresistente que tinham degradado. O teste padrão foi transferido gravura a água-forte de íon reactiva, RIE, do silicone expor. RIE envolveu o uso do gás4 dos CF em um caudal de 50 centímetros cúbicos padrão pela acta (sccm), a potência do rf em 100W e uma pressão de 1 Torr. O tempo gravura em àgua forte era 15min. O mestre gravado era imaged pela Microscopia de Elétron da Exploração da Emissão de Campo (FESEM) e um perfil da altura foi obtido pela interferometria. Selos do Elastómetro O passo seguinte era moldar selos do elastómetro deste mestre do silicone. O elastómetro usado é poli (dimethylsiloxane), PDMS, (Dow Corning). Este é um polímero hidrofóbica e aderirá fortemente ao mestre do silicone. A razão para esta selagem irreversível é a formação - ligações do O-Si-o por uma reacção de condensação dos grupos do silanol no PDMS e - de Oh-conter covalent grupos funcionais no silicone. Daqui nós devemos fazer o mestre hidrofóbica antes de moldar os selos. Isto é feito usando o fluorosilane como um promotor da liberação. Primeiramente o mestre do silicone é limpado e activado por UV/ozone para 30mins. Imediatamente depois da activação, a carcaça é colocada em um dessecador junto com aproximadamente 0.3-0.5 ml (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) - trichlorosilane, (Madeira De Carvalho Produtos Inc.). O dessecador é bombeado para baixo a uma pressão de 2,0 mbar. Após 60 minutos o dessecador é exalado com ar. A carcaça é introduzida então em um forno pré-aquecido em 60º Selos do Elastómetro de PDMS Os selos do elastómetro de PDMS foram moldados do mestre hidrofóbica do silicone (Figura 1B). Uma mistura da base de PDMS: agente de cura, em uns 10: 1 relação, era molde da gota no mestre e permitido curar-se sob circunstâncias atmosféricas durante 4 dias. Os selos curados de PDMS liberados então facilmente do mestre e como esperado, os selos indicaram a topologia inversa dos mestres. Isto foi verificado pela interferometria. Os Selos estavam na região de 1cm grosso. Modelação do Catalizador Os selos foram usados então para modelar um ferro que contem o catalizador para o crescimento de CNT. Poli (estireno-vinylferrocene), foi sintetizado aniònica pelos autores, e caracterizado pela Cromatografia da Permeação da Ressonância Magnética Nuclear e do Gel (não mostrada) para determinar seu índice de ferro (2,1%). A Análise Gravimétrica Térmica mostrou que entre 350ºC e 450ººº O catalizador de PS-PVF foi modelado em 100nm SiOºº2 Resultados e Discussão Os testes padrões de Grade foram gravados em um mestre do silicone (Figura 2). 4inch x o mestre de 4inch foram separados em 15 secções. Cada secção conteve testes padrões de grade do 5mm com os afastamentos que variam do 5-75m 
FESEM (a) mostra a um silicone os testes padrões de grade de indicação mestres. A Interferometria (b) mostra o perfil da altura do mestre. O mestre foi tratado então com o fluorosilane para formar uma superfície com baixa energia livre interfacial. O ângulo de contacto foi medido para mudar de uma média do ±ºº±º 16º 
Uma varredura da interferometria mostra a topologia de superfície do selo e dá um perfil da altura de 492nm. Os selos foram usados para modelar uma solução do catalizador em carcaças2 de SiO. O catalizador usado era poli (estireno-vinylferrocene), PS-PVF. A peça do vinylferrocene deste polímero contem um núcleo de ferro que seja activo como um catalizador para o crescimento de CNT nas temperaturas usadas nestas experiências. O pó do polímero de PS-PVF foi dissolvido no tolueno. O tetrahydrofuran foi usado Inicialmente como o solvente mas, nós obtivemos a qualidade aumentada do teste padrão usando o tolueno. O Tolueno incha segundo as informações recebidas PDMS [22] mas para nossos tamanhos de característica do 5mmm nós não encontramos nenhum efeito adverso na qualidade do teste padrão. Nós pudemos igualmente reúso os selos de PDMS um número de vezes antes que a qualidade do teste padrão começou a degradar. Nós usamos uma solução de 4wt% (variar a concentração da solução pode ser usada como um método para controlar a densidade do crescimento do nanotube [19]). Uma gota da solução de PS-PVF foi colocada nas carcaças2 de SiO. O selo do elastómetro foi trazido então no contacto com a carcaça. A solução do catalizador migra nos sulcos no selo, foi deixado durante a noite para que o tolueno evapore e quando o selo foi removido revelou uma carcaça modelada segundo as indicações de Figura 4. 
Figura 4. A modelação Macia da litografia permite que nós limitem as partículas do catalizador dentro das dimensões de nossos testes padrões. Conseqüentemente durante o CVD nós esperaríamos que o CNTs cresce somente dentro das dimensões das grades que foi observado em Figura 5. 
Figura 5. Conclusões Em conclusão, nós relatamos uma técnica barata evolutiva para crescer testes padrões de grade de disposições do nanotube. O afastamento da inter-grade pode ser costurado como necessário dando um método simples de controlar a fracção de volume dos nanotubes crescidos em nossas carcaças. É nossa intenção incorporar estas disposições de CNT em um composto autônomo flexível do filme fino. Para fazer este nós empregaremos um método novo da produção composta previamente descrito e demonstrado pelos autores. Usando a litografia macia que modela nós podemos selectivamente posicionar os canais da condução de CNT e controlar sua fracção de volume dentro do composto. O composto pode então ser usado para as aplicações que exigem os canais condutores dentro de uma matriz dobrável. Estas aplicações incluem a eletrônica flexível, os protectores eletromagnéticos e os sensores. Reconhecimentos Os autores reconhecem a Autoridade Irlandesa do Ensino Superior (HEA), a Irlanda da Empresa e o Projecto de Investigação Visado Específico DESYGN-IT da UE (Nenhum NMP4-CT-2004-505626) para o suporte financeiro. Os autores são igualmente gratos ao Prof. P.M. Ajayan e ao Prof. C.Y. Ryu, do Instituto Politécnico de Rensellaer, e também, Prof. S. Curran de MexicoStateUniversity Novo |