[发明专利]包括具有自立式区段的膜的装置

说明书

提出一种装置，该装置包括膜(103)，该膜包括导电和/或半导电的高纵横比分子结构的网络。该装置还包括框架(102)，该框架被布置成在至少两个支撑位置处支撑膜(103)，使得膜(103)的自立式区段(101)在所述至少两个支撑位置之间延伸。两个或更多个电接触区域电联接至膜(103)，并且这些电接触区域被布置成使电荷以0.01安培到10安培之间的电流通过膜(103)的自立式区段(101)。

技术领域

本发明涉及薄膜技术。具体地，本发明涉及包括具有高纵横比(high aspectratio)分子结构的膜的装置(apparatuses，器件)。

背景技术

高纵横比分子结构(HARM结构)，例如碳纳米管(CNTs)或其他具有高纵横比的纳米级结构，具有独特的电学、光学、热学和机械性能，这使其成为许多应用领域中有前景的材料。

包括上述高纵横比分子(HARM)结构的膜可以包括可用于各种应用的独立的(standalone)或自立式(free-standing，自支撑)部分。膜的自立式部分对空气压力或热辐射压力的波动敏感。在这种压力下，膜可能会破裂并失去其功能。此外，在长时间的使用之后，自立式HARM结构的网络往往会开始下垂(sagging)或悬挂(hanging)，因为重力和较小的空气波动会缓慢地将结构拉开。

发明内容

根据本发明的装置的特征在于独立权利要求1中提出的(装置)。

根据本发明的方法的特征在于独立权利要求15中提出的(方法)。

根据本发明的第一方案，提出了一种装置。该装置包括：膜，其包括导电的(conductive，传导的)和/或半导电的高纵横比分子结构(HARM结构)的网络；框架，其被布置成在至少两个支撑位置处支撑膜，使得膜的自立式区段(region，区、区域)在所述至少两个支撑位置之间延伸；以及两个或更多个电接触区域，其电联接(couple，耦合)至膜。所述两个或更多个电接触区域被布置成使电荷以0.01安培到10安培之间的电流通过(passacross，穿过)膜的自立式区段。

根据第一方案的框架可以是基板(substrate，衬底)的一部分，在该部分上制造包括HARM结构的网络的膜。替代地，可以在制成膜之后将膜放置在框架上。框架可以在至少两个位置处支撑膜，以形成自立式的独立区段，在该自立式的独立区段中形成包括HARM结构的膜。支撑位置可以位于结构中的任何位置，只要它们为膜提供足够的支撑即可。例如，这些支撑位置可能在膜的侧面上、或者在靠近角部(corner)的区域(area)中、或者沿着一侧彼此相邻而形成“旗杆(flag pole)”。“至少两个”支撑位置是指框架在其上支撑膜的至少两个接触点。包括多个支撑点的任何更宽的区域也意味着要被该方案所涵盖，例如，如果框架具有不间断的圆形形状，其中自立式区段位于该圆内。根据第一方案，框架还可以具有任何其他延长的不间断的形状。框架可以由任何合适的材料制成，例如塑料、玻璃、金属、木材、织物(textile)等。

两个或更多个电接触区域被布置成使电荷通过膜的自立式区段。电接触区域由导电材料制成，并且可以具有从膜的整个自立式区段产生均匀响应的形状。这可以由尺寸匹配或超过自立式区段的特征尺寸的电接触区域提供。0.01安培到10安培之间的电流足以在网络中的HARM结构之间提供磁引力(magnetic attraction，磁吸引)。这提供了防止下垂和增加膜中张力的技术效果，使膜如最初设置的那样平坦。

在第一方案的实施例中，两个或更多个电接触区域被布置成使电荷以0.01安培到0.7安培之间的电流通过膜的自立式区段。对于通常使用的大多数包括HARM结构的膜，该范围可能就足够了。在其他实施例中，可以使电荷以0.01安培到2.3安培之间的电流通过膜的自立式区段。该电流范围对于具有相对较大面积的自立式区段的膜可能是有用的。