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Anwendung von statischem Licht auf einen fluidischen Strom von CNTs zum Zwecke des Sortierens der CNTs - Dokument DE112005002335T5
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE112005002335T5 16.08.2007
Titel Anwendung von statischem Licht auf einen fluidischen Strom von CNTs zum Zwecke des Sortierens der CNTs
Anmelder Intel Corp., Santa Clara, Calif., US
Erfinder Zhang, Yuegang, Cupertino, Calif., US;
Lopez, Herman, San Jeso, Calif., US;
Tan, Shida, Milpitas, Calif., US
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Aktenzeichen 112005002335
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 30.09.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/US2005/035403
WO-Veröffentlichungsnummer 2006135426
WO-Veröffentlichungsdatum 21.12.2006
Date of publication of WO application in German translation 16.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.08.2007
IPC-Hauptklasse C01B 31/02(2006.01)A, F, I, 20070509, B, H, DE

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Das Gebiet der Erfindung betrifft im allgemeinen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs); und genauer die Anwendung von statischem Licht auf eine fluidische Strömung von CNTs zum Zwecke des Sortierens der CNTs.

Hintergrund

Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) können als eine Folie aus Kohlenstoff betrachtet werden, die in die Form eines Röhrchens aufgerollt worden ist (am Ende verschlossen oder am Ende nicht verschlossen). CNTs mit bestimmten Eigenschaften (z. B. hat ein "leitendes" CNT elektronische Eigenschaften ähnlich einem Metall) können die für bestimmte Anwendungen zweckmäßig sein, während CNTs mit bestimmten anderen Eigenschaften (z. B. hat ein "halbleitendes" CNT elektronische Eigenschaften ähnlich einem Halbleiter) für bestimmte andere Anwendungen geeignet sein können. Die Eigenschaften von CNTs werden eine Funktion der "Chiralität" des CNT und des Durchmessers sein. Die Chiralität eines CNT kennzeichnet seine Anordnung von Kohlenstoffatomen z. B. Lehnstuhl (armchair), Zickzack (zig-zag), wendelförmig/chiral). Der Durchmesser eines CNT ist die Spanne über einen Querschnitt des Röhrchens.

Da da Eigenschaften eines CNT eine Funktion der Chiralität des Durchmessers des CNT sein können, wird die Eignung eines bestimmten CNT für eine bestimmte Anwendung von der Chiralität und dem Durchmesser des CNT abhängen. Unglücklicherweise sind gegenwärtige Herstellungsprozesse für CNTs nur in der Lage, Chargen von CNTs herzustellen, deren Röhrchendurchmesser und Chiralitäten weit variieren. Das Problem tritt daher auf, daß man nicht in der Lage ist, CNTs (z. B. für eine bestimmte Anwendung), deren Durchmesser und Chiralitäten nur innerhalb eines engen Bereiches (oder Bereichen) liegen, aus denjenigen, die hergestellt worden sind, zu sammeln.

Die Veröffentlichung der Patentanmeldung der Vereinigten Staaten US 2004/0120880 von Zhang, Hannah und Woo (hiernach "Zhang u.a.") und mit dem Titel "Sorting of Single-Walled Carbon Nanotubes Using Optical Dipole Traps (Sortieren von einfachwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen unter Verwendung optischer Dipolfallen)" lehrt, daß CNTs mit bestimmter Chiralität und Durchmesser elektrische Dipolmomente besitzen werden, die bewirken werden, daß das CNT charakteristisches "Anziehungs/Abstoßungs"-Verhalten unter einem angelegten, sich zeitlich ändernden elektrischen Feld zeigen. Somit lehrt Zhang u.a. weiter eine Technik, welche die Eigenschaft des "Anziehungs/Abstoßungs"-Verhaltens als eine Basis zum Sammeln von "ins Ziel gefaßten" CNTs mit spezifischer Röhrchenchiralität und Durchmesser verwendet.

In bezug auf das "Anziehungs/Abstoßungs"-Verhalten eines CNT lehrt Zhang u.a., daß die Systemenergie eines CNT, das in ein zeitlich variierendes elektrisches Feld gebracht wird, U = –1/2 &egr;0&khgr;E2 ist, wobei &egr;0 die Dielektrizitätskonstante des freien Raumes ist, &khgr; die dielektrische Suszeptibilität des CNT ist und E2 die Intensität des sich zeitlich ändernden elektrischen Feldes ist. Die dielektrische Suszeptibilität &khgr; beschreibt die gemeinsame Ausrichtung und Stärke der einzelnen elektrischen Dipolmomente des CNT als Antwort auf das angelegte, sich zeitlich ändernde elektrische Feld. Nach Zhang u.a. ist die dielektrische Suszeptibilität &khgr; eine Funktion der Frequenz des angelegten elektrischen Feldes; und, wichtiger, daß die kollektive "Richtung" der elektrischen Dipolmomente der CNTs sich als eine Funktion der Frequenz ändert.

Genauer zeigen für Frequenzen des angelegten elektrischen Feldes unterhalb einer "Resonanz"-Frequenz die Dipolmomente gemeinsam in eine Richtung, was bewirkt, daß sich das CNT in Richtung auf anwachsende Intensität des elektrischen Feldes bewegt (d. h. das CNT wird in Bereiche anwachsender Intensität des elektrischen Feldes angezogen, da niedrigere Systemenergie sich aus höheren Intensitäten des elektrischen Feldes ergibt); während für Frequenzen des angelegten elektrischen Feldes oberhalb der zuvor gewähnten Resonanzfrequenz die Dipolmomente gemeinsam in eine Richtung "zeigen", die bewirkt, daß sich das CNT weg von der anwachsenden Energie des elektrischen Feldes bewegt (d. h. das CNT wird aus Bereichen anwachsender Intensität des elektrischen Feldes abgestoßen, da sich eine höhere Systemenergie aus höheren Intensitäten des elektrischen Feldes ergibt). Wenn die Frequenz des angelegten, sich zeitlich ändernden elektrischen Feldes bei der Resonzanzfrequenz ist, ist die gemeinsame Zeigerichtung und Bewegung des CNT instabil.

Zhang u. a. lehrt auch, daß die bestimmten Resonanzfrequenzen eines CNT eine Funktion der Bandlücken seiner Energie sind und daß die Bandlücken der Energie eines CNT eine Funktion der Chiralität und des Durchmessers des CNTs sind. Somit ist das zuvor angesprochene charakteristische Anziehungs/Abstoßungs-Verhalten eines CNT als Antwort auf ein angelegtes, sich mit der Zeit änderndes elektrisches Feld eine Funktion der Chiralität und des Durchmessers des CNTs.

Zhang u. a. beschreibt weiter eine Technik zum Sortieren von CNTs basierend auf dem oben beschriebenen Anziehungs/Abstoßungs-Verhalten. Wenn insbesondere ein elektrisches Feld bei einer Gruppe von CNTs mit verschiedenen Chiralitäten und Durchmessern angelegt wird (z. B. so wie eine Charge aus CNTs, die in einem einzigen Herstellungsprozeßlauf erzeugt worden sind), kann ein bestimmtes CNT durch die Aufgabe eines sich zeitlich ändernden elektrischen Feldes eingesammelt werden, dessen Frequenz im Lichte der Resonanzfrequenz des CNT, das aufgesammelt werden soll, angepaßt ist. Die 1a bis 1c veranschaulichen die Technik in weiteren Einzelheiten.

1a zeigt eine fluidische Strömung 103, welche hergestellte CNTs enthält. Es wird angenommen, daß die hergestellten CNTs verschiedene Kombinationen aus Durchmesser und Chiralität haben. Aus Gründen der Einfachheit zeigt 1a nur zwei Typen hergestellter CNTs: 1) eine erste Gruppe 105, 107, 110, 111, 112, 114, 117, 119 mit einer ersten Kombination aus Chiralität und Durchmesser; und 2) eine zweite Gruppe 106, 108, 109, 113, 115, 116, 118, 120 mit einer zweiten Kombination aus Chiralität und Durchmesser. Alle CNTs 105 bis 120treten in die Vorrichtung als ein Teil der fluidischen Strömung 1031 ein. Eine zweite fluidische Strömung 104 strömt längsseits der fluidischen Strömung 103.

Die allgemeine Idee besteht darin, daß ein bestimmter Typ eines CNT, so wie die CNTs, die der oben definierten ersten Gruppe zugewiesen sind, aus der fluidischen Strömung 103 herausgezogen und die fluidische Strömung 104 eingeführt werden sollen. Somit werden CNTs des ersten Typs aus der Vorrichtung als Teil der fluidischen Strömung 1042 herausströmen, und CNTs des zweiten Typs werden aus der Vorrichtung als ein Teil der fluidischen Strömung 1032 herausströmen.

Der Extraktionsprozeß verwendet die elektrische Feldkomponente eines Laserstrahls, um das sich zeitlich ändernde elektrische Feld anzulegen. Ein Laserstrahlfleck 101 ist so gezeichnet, daß er auf die fluidische Strömung 103 auftrifft. Der Laserstrahl wird fokussiert und konvergiert somit zu einem Quellenbild 102 weiter entlang der x-Achse ungefähr innerhalb der Mitte des Querschnitts der fluidischen Strömung 103 (2, die in weiteren Einzelheiten unten diskutiert wird, zeigt eine dreidimensionale Perspektive eines Laserstrahls, der wie gerade beschrieben fokussiert ist).

Ein fokussierter Punkt 102 in der Mitte der fluidischen Strömung bewirkt, daß die Intensität des elektrischen Feldes irgendeines Bereiches, der von dem Laserstrahl beleuchtet wird, in der Richtung auf den fokussierten Punkt 102 zu erhöht wird. Indem man somit eine Frequenz des Laserstrahls auswählt, die unterhalb der Resonanzfrequenz der ersten Gruppe der CNTs ist, jedoch oberhalb der Resonanzfrequenz der zweiten CNTs, werden CNTs aus der ersten Gruppe in Richtung auf den fokussierten Punkt 102 angezogen werden, während CNTs aus der zweiten Gruppe vom fokussierten Punkt 102 abgestoßen werden.

Zu dem Zeitpunkt, der in 1a dargestellt ist, wird das Überstreichen des Laserstrahles von der fluidischen Strömung 103 zu der fluidischen Strömung 104 bewirken, daß die CNTs 105 und 107 als eine Folge ihrer Anziehung an den fokussierten Punkt 102 in die fluidische Strömung 104 gezogen werden; während das CNT 106 als eine Folge seiner Abstoßung vom Punkt 102, in der fluidischen Strömung 103 verbleiben wird. Die Situation nach dem Überstreichen des Laserstrahls ist in 1b veranschaulicht.

Es wird aus der Situation der 1b deutlich, daß die CNTs 105 und 107 als Teil der Ausgangsströmung 1042 austreten werden, und daß das CNT 106 als Teil der Ausgangsströmung 1032 austreten wird. 1c zeigt die Situation, wenn der Laserstrahl wieder von der Strömung 103 zu der Strömung 104 geschwenkt wird, um so die CNTs 110, 111 und 112 aus der Strömung 103 einzufangen und sie in die Strömung 104 einzuführen. Es ist auch klar, daß das Wiederholen dieser Überstreichbewegung bewirken wird, daß die CNTs der ersten Gruppe als Teil der Ausgangsströmung 1042 austreten und daß die CNTs der zweiten Gruppe als Teil der Ausgangsströmung 1032 austreten werden. Somit wird das Sortieren der CNTs bewerkstelligt.

Figuren

Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft und nicht beschränkend in den Figuren der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, in denen gleiche Bezugszeichnungen ähnliche Elemente bezeichnen und wobei:

1 (Stand der Technik) eine Technik zum Sortieren von CNTs zeigt, die das Überstreichen eines Laserstrahls verwendet;

2 das Anziehungs/Abstoßungs-Verhalten von CNTs mit unterschiedlicher Chiralität und Durchmesser als Antwort auf die elektrische Feldkomponente eines fokussierten Laserstrahles innerhalb einer fluidischen Strömung, welche die CNTs enthält, zeigt;

3 eine Technik zeigt, die einen stationären Laserstrahl benutzt, um CNTs innerhalb einer fluidischen Strömung zu sortieren;

4 eine Erweiterung der Technik der 3 zeigt, bei der eine Vielzahl stationärer Laserstrahlen verwendet werden, um CNTs innerhalb einer fluidischen Strömung zu sortieren;

5 eine kaskadierte Sortiervorrichtung zum Sortieren mehrerer Typen von CNTs innerhalb einer fluidischen Strömung zeigt;

6 eine erweiterte Version der kaskadierten Sortiervorrichtung der 5 zeigt;

7 eine Sortiervorrichtung zum Erzeugen gereinigter Konzentrationen von ins Ziel gefaßten CNTs zeigt;

8a bis 8f die CNT-Sortierung zeigen, wobei gesammelte CNTs entlang einer unterschiedlichen vertikalen Ebene strömen als der Ebene, entlang der CNTs, die sortiert werden sollen, strömen.

Beschreibung

2 liefert eine dreidimensionale perspektivische Ansicht des Anziehungs/Abstoßungs-Verhaltens von CNTs innerhalb einer fluidischen Strömung in Antwort auf die elektrische Feldkomponente eines fokussierten Laserstrahls. Hier ist 2 aus der Perspektive eines Querschnitts der fluidischen Strömung gezeichnet, das heißt, 2 ist mit 1 konsistent dahingehend, daß die fluidische Strömung in der +z-Richtung angenommen wird. Der Querschnitt 211 der fluidischen Strömung wird als rechteckig angenommen. Der Bereich der fluidischen Strömung, der von der Licht des fokussierten Laserstrahllichtes beleuchtet wird, ist als nicht schattiert gezeichnet; und der Bereich der fluidischen Strömung, der durch das Licht von dem fokussierten Laserstrahl nicht beleuchtet wird, ist schraffiert gezeichnet.

Das Laserstrahllicht wird in ungefähr der Mitte der fluidischen Strömung fokussiert 212, um so einen Gradienten in der Intensität des elektrischen Feldes durch den beleuchteten Bereich zu erzeugen. Genauer wächst die Intensität des elektrischen Feldes innerhalb des beleuchteten Bereiches in jeder Richtung auf den fokussierten Fleck 212. Hier, anders als bei 1, sei angemerkt, daß die CNTs 201 bis 210 in der fluidischen Strömung der 2 als auf einer Seite der fluidischen Strömung konzentriert dargestellt sind (d. h. der rechten Seite).

Vektoren sind von jedem der CNTs 201, 210 in 2 gezogen, um die Richtung der induzierten Bewegung aufzuzeigen, die jedes CNT unter dem Einfluß der elektrischen Feldkomponente des Laserstrahls erfahren wird. Hier sind die CNTs 201, 202, 203, 204, 205 wie die "zweite Gruppe", die oben mit Bezug auf 1 diskutiert worden ist, dahingehend, daß jedes dieser CNTs von dem fokussierten Fleck 212 abgestoßen wird. Auch sind die CNTs 206, 207, 208, 209, 210 wie die oben in bezug auf 1 diskutierte "erste Gruppe" dahingehend, daß jedes dieser CNTs an den fokussierten Fleck 212 angezogen wird. Die in 2 betrachtete Vektoranordnung kann zum Beispiel aufgebaut werden, wenn die Frequenz des Laserlichtes kleiner ist als die Resonanzfrequenz der ersten Gruppe der CNTs, jedoch höher als die der zweiten Gruppe der CNTs.

Wichtig, da die CNTs 201210 auf der rechten Seite des fokussierten Flecks 212 konzentriert sind, hat der Vektor jedes CNT aus der zweiten Gruppe eine Komponente, die entlang der –y-Achse gerichtet ist; und der Vektor jedes CNT aus der ersten Gruppe hat eine Komponente, die entlang der +y-Achse gerichtet ist. Somit werden alle CNTs aus der zweiten Gruppe einen gewissen Grad an Impuls/Bewegung in die –y-Richtung zeigen, und alle CNTs aus der ersten Gruppe werden einen gewissen Grad an Impuls/Bewegung in die +y-Richtung zeigen.

Somit ist ein Sortiermechanismus erzeugt worden. Das heißt, die erste Gruppe der CNTs bewegt sich gemeinsam in eine Richtung entgegengesetzt der der zweiten Gruppe der CNTs. Wenn genug Zeit zur Verfügung steht, werden sich die CNTs aus den verschiedenen Gruppen ohne jegliche Kollisionen vollständig voneinander trennen, selbst wenn das Laserstrahllicht weggenommen wird (d. h. die Impulserhaltung wirkt so, daß es den CNTs möglich ist, weiter entlang den angegebenen Vektoren zu wandern). Diese neue Trenntechnik, die gerade oben beschrieben worden ist, benötigt, anders als die Technik, die oben mit Bezug auf 1 diskutiert ist, nicht das Überstreichen des Laserstrahls. Das heißt, der Laserstrahl kann im wesentlichen fest ("statisch") sein, was seine Position innerhalb der fluidischen Strömung betrifft. Somit sollte wenigstens im Hinblick auf die Optik die neue Technik der 2 weniger kompliziert sein als die Technik der 1.

Um den Trennmechanismus der 2 zu bewirken, wie oben angesprochen, sollten die CNTs in Richtung auf die Seite des fokussierten Laserstrahlflecks 212 konzentriert sein. 3 veranschaulicht eine Vorrichtung, die so gestaltet ist, daß sie die Strömung der CNTs entlang einer Seite eines fokussierten Laserstrahlflecks 312 beeinflußt, um so die soeben oben beschriebene Sortiertechnik zu bewirken. Bei der Vorrichtung der 3 werden zwei fluidische Strömungen 303, 304 so eingestellt, daß sie nebeneinander in die +z-Richtung laufen. CNTs werden entlang der Eingangsströmung der fluidischen Strömung 304 eingeführt (d. h. der fluidischen Strömung 3041. Die grundlegende Strategie besteht darin, "ins Ziel gefaßte" CNTs einer bestimmten Chiralität und eines Durchmessers (oder eines Bereiches dieser) aus der fluidischen Strömung 304 in die fluidische Strömung 303 anzuziehen.

Das Laserstrahllicht ist so gestaltet, daß sie die Anziehung der ins Ziel gefaßten CNTs bewirkt. Insbesondere, da nur diejenigen CNTs, die von dem Licht beleuchtet werden, von der Sortiertechnik beeinflußt werden, ist der Durchmesser des Laserstrahllichts 301 aufgeweitet, um so so viele CNTs aus der fluidischen Strömung 3041 zu beleuchten, wie es möglich ist. Hier besteht eine Technik zum Fokussieren von Laserstrahllicht aus einem aufgeweiteten Strahl darin, daß Licht mit einer Linse mit einer großen numerischen Apertur (NA) zu fokussieren (z. B. einer NA zwischen 0.5 und 1.5 einschließlich). Darüber hinaus wird der fokussierte Fleck 312 in die fluidische Strömung 303 gebracht (oder an die Grenze der fluidischen Strömung 303 und 304) und nahe der Konvergenzstelle der Eingangsströmungen 3031 und 3041, um so sicherzustellen, daß die ins Ziel gefaßten CNTs nicht aus der fluidischen Strömung 303 abgestoßen werden. Schließlich hat die elektrische Feldkomponente des Laserstrahls eine Frequenz, die geringer ist als die Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs.

3 zeigt beispielhafte Bewegungsvektoren für die CNTs, die von dem Laserstrahllicht 301 beleuchtet werden. Alle beobachteten Bewegungsvektoren haben wegen der fluidischen Strömung wenigstens eine Komponente in die +z-Richtung. Darüber hinaus haben die ins Ziel gefaßten CNTs eine Bewegungskomponente in die +y-Richtung auf die fluidische Strömung 303 zu; und die nicht ins Ziel gefaßten CNTs haben eine Bewegungskomponente in die –y-Richtung weg von der fluidischen Strömung 303. Als eine Folge ihrer +y-Bewegungskomponenten werden die ins Ziel gefaßten CNTs in die fluidische Strömung 303 driften, selbst nachdem sie stromabwärts hinter das Laserlicht 301 strömen (d. h. die Erhaltung des Impulses bewirkt, daß die ins Ziel gefaßten CNTs weiter in die +y-Richtung wandern, selbst nachdem sie nicht mehr von einem sich mit der Zeit ändernden elektrischen Feld bestrahlt werden. Ähnlich, als eine Folge ihrer –y-Bewegungskomponenten, werden die nicht ins Ziel gefaßten CNTs weg von der fluidischen Strömung 303 driften, selbst wenn sie stromabwärts hinter das Laserlicht 301 strömen (d. h. die Erhaltung des Impulses bewirkt, daß die nicht ins Ziel gefaßten CNTs weiter in die –y-Richtung wandern selbst wenn sie nicht mehr mit einem sich zeitlich ändernden elektrischen Feld bestrahlt werden). Somit werden zu dem Zeitpunkt, wenn die fluidischen Strömungen ihre Austrittsbereiche erreichen, die ins Ziel gefaßten CNTs von der Ausgangsströmung 3032 transportiert werden und die nicht ins Ziel gefaßten CNTs werden von der Ausgangsströmung 3042 transportiert werden.

4 zeigt eine Verbesserung gegenüber der grundlegenden Vorrichtung der 3. Nach dem Ansatz der 4 wird eine Vielzahl von Laserstrahlen 4011 bis 4014 verwendet, um die ins Ziel gefaßten CNTs anzuziehen. Hier, obwohl vier getrennte Laserstrahlen gezeigt sind, sollte verstanden werden, daß mehr oder weniger als vier Laserstrahlen abhängig von der Gestaltung verwendet werden können. Wie im Ansatz der 3 wird ein Paar fluidischer Strömungen 403, 404 so angeordnet, daß sie nebeneinander laufen. CNTs treten in die Vorrichtung als ein Teil der Eingangsströmung 4041 ein.

Die Vielzahl der Laserstrahlen 40114014 bilden in effektiver Weise eine Lichtwand, die kontinuierlich ins Ziel gefaßte CNTs in Richtung auf die fluidische Strömung 403 anzieht und kontinuierlich nicht ins Ziel gefaßte CNTs weg von der fluidischen Strömung 403 abstößt, da die CNTs über eine verlängerte Entfernung stromabwärts strömen (z. B. hat bei einer Ausführungsform die elektrische Feldkomponente jedes Laserstrahls eine Frequenz, die geringer ist als die Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs). Wie bei dem Ansatz der 3 sollten die ins Ziel gefaßten CNTs aus der Ausgangsströmung 4032 austreten, und die nicht ins Ziel gefaßten CNTs sollten aus der Ausgangsströmung 4042 austreten. Natürlich könnte eine Anzahl Linsen verwendet werden, um die Lichtwand zu bilden.

Bei der Ausführungsform der 4 ist die Laserstrahlen "wand" so ausgerichtet, daß die Wand sich nach und nach weiter und weiter in die +y-Richtung in die fluidische Strömung 404 zurückzieht. Die Wirkung des Ausrichtens der Wand in dieser Weise ist es, damit zu beginnen, ins Ziel gefaßte CNTs in der Nähe des ersten Strahls 4011 anzuziehen und dann die ins Ziel gefaßten CNTs an die anziehenden Kräfte des zweiten Strahls 4012 "abzugeben". Wenn die ins Ziel gefaßten CNTs sich stromabwärts bewegen, werden sie als nächstes an die anziehenden Kräften des dritten Strahls 4013 "abgegeben". Zu dem Zeitpunkt, wenn sich die ins Ziel gefaßten CNTs ausreichend stromabwärts bewegt haben, daß sie an die anziehenden Kräfte des vierten Strahls 4014 abgegeben werden, sind sie gut innerhalb der fluidischen Strömung 403 und sollten daher die Vorrichtung mit der Ausgangsströmung 4032 verlassen.

Im Gegensatz dazu sollten jegliche nicht ins Ziel gefaßten CNTs, die sich innerhalb der fluidischen Strömung 403 befinden, durch die Lichtwand abgestoßen werden. Bei der Ausführungsform der 4 ist der letzte Strahl 4014 ausreichend von der Ausgangsströmung 4042 entfernt, um so zu erlauben, daß jegliches nicht ins Ziel gefaßte CNT, dem Impuls in Richtung auf die fluidische Strömung 404 durch die abstoßenden Kräfte des Strahls 4014 verliehen wurde, genug Zeit hat, in die fluidische Strömung 404 zu driften.

Bei einer weiteren Ausführungsform befinden sich die fokussierten Flecken der Laserstrahlen 4011 bis 4014 auf unterschiedlichen Werten entlang der x-Achse, um so vollständiger die fluidischen Strömungen durch die Vorrichtung zu beleuchten. Als eine Folge sollte der Wirkungsgrad des Sammelns von ins Ziel gefaßten CNTs effizienter sein als der Ansatz nach 3. Um das Konzept in weiteren Einzelheiten zu verstehen, sei mit Bezug auf 2 angemerkt, daß die Bewegung der ins Ziel gefaßten und auch der nicht ins Ziel gefaßten CNTs für diejenigen CNTs nicht beeinflußt wird, die nur durch den nicht beleuchteten, schraffierten Bereich strömen. Wenn man mehrere Strahlen hat, deren fokussierte Flecken auf unterschiedlichen Ebenen entlang der x-Achse angeordnet sind, sollten weniger ins Ziel gefaßte CNTs in der Lage sein, die beleuchteten Bereiche der fluidischen Strömung zu "verpassen".

Bei einer alternativen Ausführungsform, um noch weiter den Wirkungsgrad des Sammelns von ins Ziel gefaßten CNTs zu verbessern, umfaßt die Laserstrahlenwand nicht nur unterschiedliche Orte auf der x-Achse für ihre jeweiligen fokussierten Flecken, sondern weiterhin wird die Wand nicht so aufgebaut, daß sie sich nach und nach in die fluidische Strömung 403 zurückzieht, aber statt dessen in die +z-Richtung läuft (d. h. im wesentlichen entlang der Richtung der fluidischen Strömung). Das derartige Ausrichten der Laserstrahlenwand erzeugt eine noch größere Wahrscheinlichkeit, daß alle CNTs durch den beleuchteten Bereich wenigstens eines Laserstrahles strömen werden.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Paar Sortierer, wie die der 4, in einer kaskadierten Weise gekoppelt sind, um so mehrere Typen von CNTs zu sortieren. Insbesondere ist die Sortiervorrichtung der 5 dazu gedacht, drei unterschiedliche Arten CNTs zu sortieren: "gepunktete", "schraffierte" und "dunkle". Die erste Wand 501 ist aus Licht aufgebaut, dessen Frequenz geringer ist als die Resonanzfrequenz der "gepunkteten" CNTs, jedoch größer als die der "schraffierten" CNTs und "dunklen" CNTs. Die zweite Wand 502 ist aus Licht aufgebaut, dessen Frequenz geringer ist als die Frequenz der "schraffierten" CNTs, jedoch größer als die Resonanzfrequenz der "dunklen" CNTs.

Die CNTs werden in die Eingangsströmung 503 eingegeben. Wegen der oben beschriebenen Anordnung wird die erste Wand 501 "gepunktete" CNTs anziehen, so daß sie aus der Ausgangsströmung 504 strömen, und wird die "schraffierten" und "dunklen" CNTs in die Strömung abstoßen, die zur Wand 502 strömt. Die zweite Wand 502 wird "schraffierte" CNTs anziehen, so daß sie aus der Ausgangsströmung 505 strömen, und wird "dunkle" CNTs abstoßen, so daß sie aus der Ausgangsströmung 506 strömen. Bei einer Ausführungsform haben die "gepunkteten" CNTs die geringste Resonanzfrequenz unter allen CNTs, und die "schraffierten" CNTs haben die zweitniedrigste Resonanzfrequenz unter allen CNTs. Dieses Vorgehen garantiert, daß jegliche verpaßten "gepunkteten" CNTs, die von der Wand 501 ins Ziel gefaßt worden sind, von der Wand 502 abgestoßen werden, um so nicht die Ausgangsströmung 505 mit "gepunkteten" CNTs zu verderben.

Um den Wirkungsgrad des Sammelns irgendeiner der Sortiertechniken zu verbessern, die in den 3, 4 und 5 betrachtet wird, kann die fluidische Strömung, die nicht durch eine anziehende Kraft belastet wird, in die Eingangsströmung zurückgespeist werden. Zum Beispiel mit Bezug auf 3 kann die Ausgangsströmung 3042 in die Eingangsströmung 3041 zurückgeführt werden; mit Bezug auf 4 kann die Ausgangsströmung 4042 in die Eingangsströmung 4041 zurückgeführt werden; und mit Bezug auf 5 kann die Ausgangsströmung 506 in die Eingangsströmung 503 zurückgeführt werden. Hier wird angenommen, daß es sein kann, daß nicht alle ins Ziel gefaßten CNTs von den anziehenden Kräften des Lichtstrahls/der Lichtstrahlen eingefangen worden sind, die so gestaltet sind, daß sie diese festhalten. Somit gibt es einige Wahrscheinlichkeit, daß ins Ziel gefaßte CNTs nicht beim ersten Mal, wenn sie durch das Licht laufen, aus der gewünschten Austrittsöffnung ausströmen.

In dem Fall der 3 und 4 erlaubt das Rückkoppeln der Strömung 3042 in die Strömung 3041 und der Strömung 4042 in die Strömung 4041, daß diejenigen ins Ziel gefaßten CNTs, die bei einem Durchlaufen des Laserlichts nicht eingefangen worden sind (d. h. "vergaßt wurden"), eine weitere Gelegenheit haben, eingefangen zu werden. Darüber hinaus, in dem Fall der 5, erlaubt das Rückkoppeln der Strömung 506 in die Strömung 503, daß "gepunktete" CNTs, nicht bei einem Vorbeilaufen an der Wand 501 eingefangen wurden, erneut gefangen werden. Hier, wie oben beschrieben, werden jegliche verpaßte "gepunktete" CNTs von der Wand 502 abgestoßen werden, vorausgesetzt, daß die "gepunkteten" CNTs eine geringere Resonanzfrequenz haben als die "schraffierten" CNTs.

In einem anderen Ansatz, um die Gesamtströmung von ins Ziel gefaßten CNTs pro Zyklus zu vergrößern, kann die Kaskadenstruktur der 5 eingesetzt werden, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente beider Wände 501, 502 dieselbe ist (oder daß wenigstens die Frequenzen der elektrischen Feldkomponente für beide Wände 501, 502 so angepaßt sind, daß sie dieselben CNTs anziehen). Sollten bei diesem Ansatz irgendwelche ins Ziel gefaßten CNTs die Wand 501 "verpassen", können sie von der Wand 502 angezogen werden, um so aus der Ausgangsströmung 505 zu strömen. Zusätzliche Stufen können hinzugefügt werden, um den Sortierwirkungsgrad weiter zu erhöhen.

6 zeigt eine mehrdimensionale Erweiterung der Sortierstrategie der 5, bei der die Intensität des elektrischen Feldes verschiedener angewendeter Laserstrahlen so ausgestaltet ist, daß sie mehrere Ausgangsströmungen für unterschiedliche Typen ins Ziel gefaßter CNTs zur Verfügung stellen. Bei der Technik der 6 wird eine Charge hergestellter CNTs in eine Eingangsströmung 601 eingegeben, und die Frequenz f1 der elektrischen Feldkomponente eines ersten Laserstrahls 602 (Wand oder anderes) teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") den ins Auge gefaßten Bereich von Kombinationen hergestellter Chiralität und Durchmesser derart, daß diejenigen CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1 in den fluidischen Strömungsarm 603 angezogen werden und daß diejenigen CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1 in den fluidischen Strömungsarm 604 abgestoßen werden.

Die Frequenz f2 der elektrischen Feldkomponente eines zweiten Laserstrahls 605 (Wand oder anderes, wobei f2 kleiner ist als f1) teilt (z. B. ungefähr "zur Häfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 603 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1 und f2 in den fluidischen Strömungsarm 614 angezogen werden und die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1 und oberhalb von f2 in den fluidischen Strömungsarm 613 abgestoßen werden. Die Frequenz f3 der elektrischen Feldkomponente eines dritten Laserstrahls 606 (Wand oder anderes, wobei f3 größer ist als f1), teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 604 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1 und unterhalb von f3 in den fluidischen Strömungsarm 612 angezogen werden, und diejenigen CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1 und oberhalb von f3 werden in den fluidischen Strömungsarm 611 abgestoßen.

Die Frequenz f4 der elektrischen Feldkomponente eines vierten Laserstrahls 610 (Wand oder anderes, wobei f4 kleiner ist als f2) teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 614 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1, f2 und f4 in den fluidischen Strömungsarm 615 angezogen werden und die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1 und f2 und oberhalb von f4 in den fluidischen Strömungsarm 616 abgestoßen werden. Die Frequenz f5 der elektrischen Feldkomponente eines fünften Laserstrahls 609 (Wand oder anderes, wobei f5 größer ist als f2, aber kleiner als f1) teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 613 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1, oberhalb von f2 und unterhalb von f5 in den fluidischen Strömungsarm 617 angezogen werden, und die CNTs mit einer Resonanzfrequenz unterhalb von f1, oberhalb von f2 und oberhalb von f5 in den fluidischen Strömungsarm 618 abgestoßen werden.

Die Frequenz f6 der elektrischen Feldkomponente eines sechsten Laserstrahls 608 (Wand oder anderes, wobei f6 kleiner ist als f3, jedoch größer als f1) teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 612 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1, unterhalb von f3 und unterhalb von f6 in den fluidischen Strömungsarm 619 angezogen werden und die CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1, unterhalb von f3 und oberhalb von f6 in den fluidischen Strömungsarm 620 abgestoßen werden. Die Frequenz f7 der elektrischen Feldkomponente eines siebten Laserstrahls 607 (Wand oder anderes, wobei f7 größer ist als f1 und f3) teilt (z. B. ungefähr "zur Hälfte") diejenigen CNTs, die durch den Arm 611 strömen, derart, daß die CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1, oberhalb von f3 und unterhalb von f7 in den fluidischen Strömungsarm 621 angezogen werden und die CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb von f1, oberhalb von f2 und oberhalb von f7 in den fluidischen Strömungsarm 622 abgestoßen werden.

7 zeigt einen weiteren Ansatz, der verwendet werden kann, um hochreine Konzentrationen von ins Ziel gefaßten CNTs zu erzeugen (d. h. das Sammeln von CNTs außerhalb des ins Ziel gefaßten Bereiches wird verringert). 7 ist der 5 vergleichbar, mit der Ausnahme, daß es einen Ausgangsfluidkanal 705 gibt, der von zwei oder mehr Laserstrahlwänden 701, 702 versorgt wird, welche die ins Ziel gefaßten CNTs anziehen. Das heißt, die Laserstrahlwand 701 zieht ins Ziel gefaßte CNTs in die fluidische Strömung 704; und die Laserstrahlwand 702 zieht ins Ziel gefaßte CNTs in die fluidische Strömung 705. Somit wird, damit ein nicht ins Ziel gefaßtes CNT aus der fluidischen Strömung 705 austritt, es den abstoßenden Kräften beider Wände 701 und 702 zu entkommen haben. Zusätzlich können eine oder mehrere Laserstrahlwandstufen, die so gestaltet sind, daß sie ins Ziel gefaßte CNTs anziehen, angeordnet werden, daß sie der fluidischen Störmung 705 folgen, um so weiter die Reinheit des letztendlichen Ausgangsstroms zu vergrößern.

Bei den obigen Beschreibungen ist immer vorgeschlagen worden, daß die Frequenz der elektrischen Komponente des aufgegebenen Laserlichtes geringer ist als die Resonanzfrequenz der "ins Ziel gefaßten" CNTs. Bei umgekehrten Ausführungsformen, anstatt daß versucht wird, wie oben beschrieben die ins Ziel gefaßten CNTs anzuziehen, wird die Frequenz der elektrischen Feldkomponente als größer als eine Resonanz von ins Ziel gefaßten CNTs gesetzt (um so das ins Ziel gefaßte CNT abzustoßen) jedoch geringer als die einer oder mehrerer nicht ins Ziel gefaßter CNTs (um so die nicht ins Ziel gefaßten CNTs anzuziehen). In diesem Fall, zum Beispiel mit Bezug auf die 3, 4 und 5, treten die ins Ziel gefaßten CNTs aus den Strömungen 3042, 4042 bzw. 506 aus.

Die 8a8c zeigen eine weitere Ausführungsform einer Sortiertechnik, die stationäres Laserlicht verwendet, bei der gesammelte CNTs entlang einer unterschiedlichen vertikalen Ebene strömen als die Strömung der CNTs, die sortiert werden sollen 803. Bei dem Ansatz der 8a8c strömt eine Strömung aus CNTs, die sortiert werden sollen 803, entlang einem ersten Strömungskanal 801, der "unterhalb" (wenn entlang der x-Achse gemessen wird) eines zweiten Fluidkanals 802 läuft, welcher so gestaltet ist, daß er ins Ziel gefaßte CNTs innerhalb der Strömung aus CNTs, die sortiert werden sollen, 803, sammelt. Die fluidische Strömung des zweiten Kanals 802 läuft in die +y-Richtung. Somit strömt reines Fluid 805 in den Kanal 802 vor der Schnittstelle der Kanäle 801 und 802; und eine fluidische Strömung gesammelter, ins Ziel gefaßter CNTs 802 strömt hinter die Schnittstelle der Kanäle 801 und 802.

Laserstrahllicht wird geformt und mit der geeigneten Frequenz der elektrischen Feldkomponente versehen, um ins Ziel gefaßte CNTs aus der Strömung 803 "hinauf" in den Kanal 802 anzuziehen. Bei der betrachteten Veranschaulichung wird ein fokussierter Fleck des Laserlichts 808 derart positioniert, daß: 1) das Licht 809 des Lasers den Schnittbereich der beiden Kanäle beleuchtet; und 2) die Strömung der CNTs, die sortiert werden sollen, 80, entlang einer Seite der kreisförmigen/elliptischen Form des Lichtes 809 läuft, ähnlich dem, das in bezug auf 2 beschrieben worden ist (insbesondere, wie betrachtet, läuft die Strömung 803 durch einen "niedrigeren" Teil des kreisförmigen/elliptischen Feldes des Lichts 809). Darüber hinaus wird die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes so eingerichtet, daß sie eine Frequenz hat, die niedriger ist als die Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs.

Diese Bedingungen werden bewirken, daß eine Intensität des elektrischen Feldes mit anwachsendem Gradienten in dem Schnittbereich der beiden Kanäle eingerichtet wird, so daß: 1) ins Ziel gefaßte CNTs in die +x-Richtung 807 aus dem Kanal 801 in den Kanal 802 "nach oben" gezogen werden; und 2) nicht ins Ziel gefaßte CNTs (oder wenigstens diejenigen CNTs mit einer Resonanzfrequenz oberhalb der Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Laserstrahls) weiter "nach unten" in dem Kanal 802 in die –x-Richtung abgestoßen werden. Somit treten ins Ziel gefaßte CNTs bei der Strömung 806 aus, und nicht ins Ziel gefaßte CNTs treten in der Strömung 804 aus.

Bei einer alternativen Ausführungsform könnte der Laserstrahlfleck 808 direkt aus seiner dargestellten Position unterhalb des Kanals 801 abgesenkt werden, und die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes könnte oberhalb der Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs, jedoch unterhalb der Resonanzfrequenz aller anderen CNTs angehoben werden. Dieser Ansatz würde die ins Ziel gefaßten CNTs "nach oben" in den Kanal 802 "abstoßen" und würde alle anderen CNTs anziehen, damit sie im Kanal 801 verbleiben.

Ein potentieller Punkt bei der Implementierung bei dem Ansatz der 8a8c ist die Optik. Das heißt, wenn angenommen wird, daß der Kanal 801 wirklich "unterhalb" des Kanals 802 ist, wird das Licht 809 entlang der Seite des Chips/Trägers fokussiert, in dem die Kanäle 801, 802 ausgebildet sind. Die 8d und 8e zeigen einen anderen Ansatz, der vielleicht einfacher zu implementieren ist, als der Ansatz der 8a8c, wenn der Kanal 802 entlang der vertikalen Achse höher liegt als der Kanal 801. Bei dem Ansatz der 8d und 8e wird das aufgegebene Licht 810 entlang der vertikalen Achse wandern, wenn die Kanäle 801 und 802 entlang unterschiedlicher vertikaler Ebenen verlaufen.

Das Verhalten der verschiedenen Strömungen 803 bis 807 ist dasselbe wie mit Bezug auf die 8a bis 8c beschrieben. Man bemerke, daß bei den Beschreibungen der 8d und 8e die elektrische Komponente des aufgegebenen Lichtes 810 eine Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs haben wird, um sie "hinauf" in den Kanal 802 anzuziehen. Bei einem alternativen Ansatz kann der Brennpunkt 808 des Lichtes auf den Boden des Kanals 801 (oder unterhalb des Kanals 801) abgesenkt werden, und die Frequenz der elektrischen Komponente des Lichts kann oberhalb der Resonanzfrequenz der ins Ziel gefaßten CNTs eingerichtet werden. Dies wird bewirken, daß die ins Ziel gefaßten CNTs "nach oben" in den Kanal abgestoßen werden.

8f zeigt eine Ausführungsform der Technik der 8d und 8e. Hier sind mehrere Lichtstrahlen veranschaulicht, die durch die Schnittfläche der Kanäle 801 und 802 gegeben werden. Ähnlich der Diskussion, die oben in bezug auf die 4 gegeben wurde, können mehreren Lichtstrahlen den Wirkungsgrad des Sammelns verbessern, indem stärkere Gradienten der Intensität des elektrischen Feldes aufgegeben werden und/oder Licht in einen Kanalbereich gebracht wird, der bei einem einzigen aufgegebenen Lichtstrahl wenig oder kein Licht erhalten würde. Bei der Veranschaulichung der 8f werden die Brennpunkte der verschiedenen Strahlen entlang der z-Achse gefunden. Gleichermaßen, obwohl nicht gezeigt, können die Brennpunkte zusätzlicher Strahlen entlang der y-Achse gefunden werden. Auch, und wiederum nicht in 8f veranschaulicht, können die Brennpunkte an unterschiedlichen Werten der x-Achse angeordnet sein, um in geeigneter Weise das Sammellicht zu bilden. Mehrere Lichtstrahlen können bei dem Ansatz zum Sammeln, wie er in den 8a bis 8c beschrieben ist, ebenso wie bei dem Ansatz zum Sammeln der 8d und 8e, wie eben beschrieben, angewendet werden. Schließlich können die Lichtstrahlen so positioniert werden, daß sie die ins Ziel gefaßten CNTs basierend auf der Position der Brennpunkte anziehen oder abstoßen.

Für jeden der Ansätze, die oben beschrieben sind, sei angemerkt, daß wenn die Leistung des Lasers groß ist, er starke Anziehungs/Abstoßungskräfte erzeugen wird, die einer starken optischen Kraft entsprechen. Im allgemeinen, um für den stärksten Sortiereffekt zu sorgen, ist es ratsam, die Strömungsgeschwindigkeit auf einem Wert zu halten, der bewirkt, daß Schleppkräfte, die von der Strömung erzeugt werden, kleiner sind als die optischen Anziehungs/Abstoßungs-kräfte. Was die verwendbare Lösung(en) zum Implementieren der fluidischen Strömungen betrifft, kann Wasser oder irgendeine Lösung, die CNTs in der Lösung hält, eingesetzt werden (Wasser, organische Lösemittel, Säuren usw.), vorausgesetzt, daß die Lösung den fluidischen Kanal nicht zerstört.

In der voranstehenden Beschreibung ist die Erfindung mit Bezug auf ihre bestimmten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden. Es wird jedoch offensichtlich sein, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne daß man sich vom breiteren Gedanken und Umfang der Erfindung entfernt, wie er in den angehängten Ansprüchen dargelegt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen demgemäß in einem veranschaulichenden anstatt einem einschränkenden Sinne betrachtet werden.

Zusammenfassung

Ein Verfahren wird beschrieben, das das Sortieren von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) innerhalb einer fluidischen Strömung für eine ins Ziel gefaßte Untermenge der CNTs aufweist. Das Sortieren weist das Anziehen wenigstens eines Teiles der CNTs innerhalb der fluidischen Strömung in eine Richtung anwachsender Intensität einer elektrischen Feldkomponente eines im wesentlichen stationären Lichtstrahls auf. Die elektrische Feldkomponente hat eine Frequenz, die kleiner als eine oder mehrere Resonanzfrequenzen der CNTs innerhalb des Teiles ist.


Anspruch[de]
Verfahren, das aufweist Sortieren von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) innerhalb einer fluidischen Strömung für eine ins Ziel gefaßte Untermenge der CNTs, wobei das Sortieren das Anziehen wenigstens eines Teiles der CNTs innerhalb der fluidischen Strömung in eine Richtung anwachsender Intensität einer elektrischen Feldkomponente von im wesentlichen stationärem Laserlicht aufweist, wobei die elektrische Feldkomponente eine Frequenz hat, die kleiner ist als eine oder mehrere Resonanzfrequenzen der CNTs in dem Teil ist. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Teil die ins Ziel gefaßte Untermenge aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der im wesentlich stationäre Lichtstrahl weiter einen im wesentlichen stationären Laserlichtstrahl aufweist. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der stationäre Laserlichtstrahl auf einen Fleck innerhalb der fluidischen Strömung fokussiert ist. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bewirkt wird, daß die CNTs im wesentlichen strömen:

entlang oder weg von einer Seite des Flecks und nicht entlang oder weg zu einer anderen Seite des Flecks, die der Seite gegenüber liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Anziehen den Teil der CNTs aus der fluidischen Strömung in eine weitere fluidische Strömung zieht. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Teil die ins Ziel gefaßte Untermenge aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Lichtstrahl einer von mehreren Lichtstrahlen ist, wobei jede elektrische Feldkomponente von diesen kleiner als die eine oder mehrere der Resonanzfrequenzen ist. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Anziehen eines zweiten Teiles der CNTs in eine Richtung anwachsender Intensität einer elektrischen Feldkomponente eines im wesentlichen stationären zweiten Lichtstrahls aufweist, wobei die elektrische Feldkomponente des zweiten Lichtstrahls eine Frequenz hat, die kleiner als eine oder mehrere Resonanzfrequenzen der CNTs innerhalb des zweiten Teiles ist, wobei der zweite Teil der CNTs innerhalb der fluidischen Strömung diejenigen sind, die in eine Richtung abnehmender Intensität der elektrischen Feldkomponente des Laserstrahls abgestoßen worden sind. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die elektrische Komponente des zweiten Lichtstrahls eine zweite Frequenz hat, die kleiner ist als die Frequenz. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die elektronische Komponente des zweiten Lichtstrahls eine zweite Frequenz hat, die größer ist als die Frequenz. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die elektronische Komponente des Lichtstrahls eine zweite Frequenz hat, die kleiner als die eine oder die mehreren Resonanzfrequenzen ist. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Bewegen der ins Ziel gefaßten Untermenge der CNTs in eine zweite fluidische Strömung, die entlang einer unterschiedlichen vertikalen Ebene als die fluidische Strömung läuft, aufweist. Vorrichtung, mit:

a) einem Kanal für eine erste fluidische Strömung, um eine erste fluidische Strömung zu führen;

b) einem Kanal für eine zweite fluidische Strömung, um eine zweite fluidische Strömung zu führen, welche Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) transportiert;

c) einenm Kanal für eine dritte fluidische Strömung, der an die Kanäle für die erste und die zweite fluidische Strömung gekoppelt ist, wobei der Kanal für eine dritte fluidische Strömung die erste fluidische Strömung und die zweite fluidische Strömung nebeneinander führt; und

d) eine im wesentlichen stationäre Linse, um im wesentlichen stationäres Licht auf einen Fleck innerhalb des Kanals für die dritte fluidische Strömung zu fokussieren, wobei die Linse so angeordnet ist, daß sie den Fleck derart plaziert, daß die zweite fluidische Strömung strömt:

entlang oder weg von einer Seite des Flecks und nicht entlang oder weg zu der anderen Seite des Flecks, die der Seite gegenüber liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die weiter eine Anzahl von Linsen aufweist, um eine Vielzahl von Lichtstrahlen zu bilden, die jeder auf einen Fleck innerhalb des dritten Kanals für die dritte fluidische Strömung fokussiert sind, um so eine Anzahl fokussierter Flecken innerhalb des Kanals für die dritte fluidische Strömung zu bilden. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Anzahl von Linsen so angeordnet ist, daß die Flecken in die erste fluidische Strömung zurückpositioniert sind. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiter mit einem Kanal für eine vierte fluidische Strömung, der mit dem Kanal für die dritte fluidische Strömung gekoppelt ist, wobei der Kanal für die vierte fluidische Strömung wenigstens einen Teil der CNTs transportiert, die in wenigstens einen Bereich der ersten fluidischen Strömung angezogen worden sind, weil eine elektrische Feldkomponente des Lichts eine Frequenz hatte, die kleiner als eine oder mehrere Resonanzfrequenzen derjenigen CNTs innerhalb des Teiles der CNTs war. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiter mit einem Kanal für eine fünfte fluidische Strömung, die mit dem Kanal für die dritte fluidische Strömung gekoppelt ist, wobei der Kanal für die fünfte fluidische Strömung wenigstens einen zweiten Teil der CNTs transportiert, die in Richtung auf eine fluidische Strömung abgestoßen worden sind, die durch den Kanal für die fünfte fluidische Strömung strömt, weil eine elektrische Feldkomponente des Lichts eine Frequenz hatte, die größer als eine oder mehrere Resonanzfrequenzen derjenigen CNTs innerhalb des zweiten Teiles der CNTs war.. Vorrichtung nach Anspruch 18, die weiter aufweist:

einen Kanal für eine sechste fluidische Strömung stromabwärts dem Kanal für die vierte fluidische Strömung;

eine Linse, um zweites Licht innerhalb des Kanals für die sechste fluidische Strömung zu fokussieren.
Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes kleiner als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes größer als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes kleiner als die eine oder die mehreren Resonanzfrequenzen derjenigen CNTs innerhalb des Teiles der CNTs ist. Vorrichtung nach Anspruch 15, die weiter aufweist:

einen Kanal für eine siebte fluidische Strömung stromabwärts des Kanals für die fünfte fluidische Strömung;

eine Linse, um drittes Licht innerhalb des siebten Kanals für fluidische Strömung zu fokussieren.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des dritten Lichtes kleiner als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des dritten Lichtes größer als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist. Vorrichtung nach Anspruch 18, die weiter aufweist:

einen sKanal für eine sechste fluidische Strömung stromabwärts dem Kanal für die fünfte fluidische Strömung;

eine Linse, um zweites Licht innerhalb des Kanals für die sechste fluidische Strömung zu fokussieren..
Vorrichtung nach Anspruch 26, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes kleiner als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist Vorrichtung nach Anspruch 26, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes größer als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Lichtes ist. Vorrichtung nach Anspruch 26, bei der die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des zweiten Lichtes größer als die eine oder die mehreren Resonanzfrequenzen derjenigen CNTS innerhalb des Teiles der CNTs ist. Vorrichtung, die aufweist:

a) Kanäle für fluidische Strömung, um eine erste und eine zweite fluidische Strömung nebeneinander laufen zu lassen; und

b) eine oder mehrere Linsen und eine Laserlichtquelle, die so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen stationäres fokussiertes Laserlicht erzeugen, welches einen Gradienten der Intensität eines elektrischen Feldes innerhalb wenigstens einer der fluidischen Strömungen erzeugt, wobei der Gradient der Intensität des elektrischen Feldes und die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Laserlichtes bewirken, daß CNTs, als eine Folge ihrer einen oder mehreren Resonanzfrequenzen relativ zu der Frequenz, die erste fluidische Strömung verlassen und in die zweite fluidische Strömung eintreten.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die erste und die zweite fluidische Strömung entlang unterschiedlicher vertikaler Ebenen laufen. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die zweite fluidische Strömung oberhalb der ersten fluidischen Strömung läuft. Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die CNTs eine Resonanzfrequenz haben, die kleiner ist als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Laserlichts ist. Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der die CNTs ins Ziel gefaßte CNTs sind. Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die CNTs eine Resonanzfrequenz haben, die größer als die Frequenz der elektrischen Feldkomponente des Laserlichts ist. Vorrichtung nach Anspruch 35, bei der die CNTs ins Ziel gefaßte CNTs sind.






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