具有例如多個架構晶體的架構構造體的制作方法

專利名稱：具有例如多個架構晶體的架構構造體的制作方法
技術領域：
本技術涉及下述材料，所述材料包括矩陣特征(matrix characterization)的不同晶體。
背景技術：
相比于歷史上的任何其他時間，技術在過去的150年間已取得較大進歩。開發新型材料和現有材料所顯示具有的特性已構成這種革新必須的一部分。例如，作為半導體的硅已被轉變成處理器；而具有高抗拉強度的鋼已用于構造摩天大樓的骨架。其他革新將類似地取決于開發新型材料和現有材料的可用特性。材料的有效性取決于其應用。顯示具有可用特性的組合的材料為尤其可用的，因為其可容許或改善某些技術。例如，計算機處理器依賴大量的晶體管，所述晶體管中的每ー個均根據其輸入而輸出等于ニ進制I或O的電壓。極少材料適于用作晶體管。但是半導體材料具有有利于晶體管的ニ進制邏輯的獨特特性，從而使得半導體尤其可用于計算機硬件。技術將繼續進歩。工程師和科學家將繼續創造新的發明。實現這些想法將取決于可被構造為以新方式和可取方式起作用的材料。


圖IA是示出矩陣特征的晶體的分子結構的示意圖。圖IB是示出架構構造體(architectural construct)的雙層矩陣特征的晶體的分子結構的示意圖。圖IC是示出架構構造體的雙層矩陣特征的晶體的分子結構的另ー個示意圖。 圖2是被構造為固體塊的架構構造體的等軸視圖。圖3是被構造為平行層的架構構造體的橫截面側視圖。圖4是被構造為平行層的架構構造體的側視圖。圖5是被構造為平行層的架構構造體的橫截面側視圖。圖6是被構造為同心管層的架構構造體的橫截面側視圖。圖7是被構造為平行層的架構構造體的橫截面側視圖。圖8是架構構造體的層的側視圖。圖9是架構構造體的層的另ー個側視圖。圖10是被構造為平行層的架構構造體的側視圖。圖11是被構造為平行層的架構構造體的另ー個側視圖。
具體實施例方式概述本文所述的架構構造體為可構造的，以便顯示具有可用的特性。架構構造體包括合成的矩陣特征的晶體。這些晶體可主要由碳、氮化硼、云母、或另ー種材料構成。矩陣特征的晶體可被構造為固體塊、具有原子厚度的層(如，石墨烯)、或者其他設置方式和變型形式。在一些實施方式中，架構構造體包括矩陣特征的晶體，所述晶體摻在非晶體基質(例如玻璃或聚合物)中。在一些實施方式中，架構構造體包括已加載諸如氫之類的物質的矩陣特征的晶體。在一些實施方式中，架構構造體被構造為具有特定的機械性能。架構構造體的晶體具有矩陣的屬性或設置方式。架構構造體的晶體為特制的(如，設置成特定構型)以使得架構構造體顯示具有特定特性。在技術上尤其可利用架構構造體的五組特性(i)構造體的熱特性；(ii)其電磁、光學、和聲學特性；(iii)其催化特性；(iv)其毛細管特性；以及(V)其吸著特性。架構構造體可被設計為針對特定應用來使用這些特性中的ー些或全部。如下文更詳細所論述，架構構造體的性能取決于其組成、位于其層上的表面結構、其層取向、其摻雜劑、以及施用至其表面的涂層(包括催化劑)。當其被構造為層時，其性能還取決于其層的厚度、其層與層之間的間隔物、分隔其層的距離、以及用干支承其層和/或分隔其層的裝置。架構構造體是被設計為有利于在納米尺寸上進行微處理的宏觀結構。從宏觀觀點來看，其可被構造為具有比重、電導率、磁性特征、比熱、光學特征、弾性模量、和/或截面模量。并且從微觀觀點來看，其可被設計為使其充當分子處理器、磁域載體、電荷處理器、和/或生物處理器。現在將描述本發明的各個實施例。下述描述提供具體細節，以便透徹地理解和能夠描述這些實施例。然而，本領域的技術人員將理解，本發明可在不存在這些細節中的若干的情況下進行實施。另外，可未對ー些熟知的結構或功能進行詳細的示出和描述，以避免不必要地模糊各個實施例的相關描述。下文提供的描述中所用的術語g在以其最廣義的合適方式進行解釋，即使其結合本發明的某些具體實施例的具體實施方式

進行使用。架構構造體架構構造體包括合成矩陣特征的晶體。晶體由碳、氮化硼、云母、或另ー種合適的物質構成。這些晶體的構型和處理嚴重地影響架構構造體將顯示具有的特性(尤其是當其經受某些條件時)。這些特性中的一些在下文中進行描述，并且它們參照五種特性進行論述。這些類型包括如下(i)熱特性；( )電磁、光學、和聲學特性；(iii)催化特性；(iv)毛細管特性；和(V)吸著特性。盡管它們以此方式進行分組，但得自不同組的特性有時彼此為相關或關聯的。因此，架構構造體可被構造為顯示具有本說明書全文所論述的特性中的ー些或全部。架構構造體可以多種方式進行構造。設計者可將其設置成固體塊(如，設置成多個彼此堆積在一起的單原子厚度層)、多個間隔開且具有原子厚度的層、或者其將顯示具有所需特性的另ー種構型。設計者還可對所述構造體摻雜物質或表面結構或者利用物質或表面結構來涂布其表面，這些方法中的每ー種均使其以不同于其原本將具有的方式起作用。例如，可利用由碳、硼、氮、硅、硫、和/或過渡金屬構成的表面結構或涂層來涂布架構構造體的表面。下文中參照架構構造體的各種實施方式來進ー步地詳述這些和其他變型形式。圖IA示出了根據ー些實施方式的單層矩陣特征的晶體100的分子示意圖。該層可包含碳、氮化硼、云母、或另ー種合適的材料。例如，矩陣特征的晶體100可為石墨烯層。類似于圖IA所示的單層矩陣特征的晶體可通過特制該層而被構造為架構構造體，例如，通過對該層摻雜或者將該層與其他層以特定構型設置在一起以使得所得構造體顯示具有特定性能。形成架構構造體的矩陣特征的晶體層可被構造為堆疊在一起以形成厚于原子的層(如，石墨烯堆疊在一起以形成石墨)和/或彼此間隔開特定距離。此外，架構構造體的層可相對彼此以各種方式進行取向。圖IB示出了架構構造體105的示意圖，所述架構構造體105包括設置在矩陣特征的晶體的第二層120上的矩陣特征的晶體的第一層110。第一層110相對第二層120為錯開和平行的，以使得當從上方觀察時，第一層110的某些原子排列在第二層的原子之間的區域內。在所示的實例中，第一平行層的各個原子在由第二層120的原子形成的六邊形內大致保持居中。在一些實施方式中，架構構造體的第一層和第二層被構造為使得第一層的原子和第二層的原子垂直地對準。例如，包括原子垂直對準的兩層的架構構造體的結構示意圖由圖IA示出。圖IC示出了架構構造體125的分子示意圖，所述架構構造體125包括矩陣特征的晶體的第一層130和第二層140。第一層130相對第二層旋轉30度。在一些實施方式中，架構構造體的第一層包括第一物質(例如碳)并且所述構造體的第二層包括第二物質(例如氮化硼)。由不同物質構成或摻雜不同物質的層可看起來為非平坦的，因為較大的分子翹曲或増加平坦表面的間距。如下文進ー步詳述，架構構造體的某些特性受其層相對彼此的取向影響。例如，設計者可使構造體的第一層相對構造體的第二層旋轉或偏移，以使得所述構造體顯示具有特定的光學特性，包括特定的光柵。圖2示出了被構造為固體塊的架構構造體200的等軸視圖。架構構造體200可包括(例如)石墨或氮化硼。被構造為固體塊的架構構造體包括以多種取向堆積在一起的多個單原子厚度層。被構造為固體塊的架構構造體為特制的，g卩，其已被改變成以特定方式起作用。在一些實施方式中，通過下述方式來特制固體塊摻雜或者使其單原子厚度層相對彼此以特定方式進行取向。架構構造體可由單一物質(如，氮化硼)構成或者其可通過摻雜其他物質或與其他物質反應來進行特制。例如，包括石墨烯的架構構造體可具有下述區域，所述區域與硼進行反應以形成化學計量和非化學計量的子組。石墨烯還可利用氮進行特制并且可包括具有氮界面的碳石墨烯和氮化硼石墨烯。在一些實施方式中，基于架構構造體來構建復合物。例如，設計者可利用氮化硼界面來構建鎂-鋁-硼復合物。在一些實施方式中，使架構構造體 的層的邊緣與物質進行反應。例如，硅可鍵合到邊緣上以形成碳化硅，由此在所述構造體和其他物質之間形成較強的鍵合并且/或者改變所述構造體的光學特征或另ー特性(例如比熱)。通過以這些方式來特制架構構造體，設計者可產生下述構造體，所述構造體顯示具有不同于僅由一種類型的原子構成的構造體的特性。包括彼此間隔開的平行層的架構構造體能夠產生寬泛的特性和獲得多種結果。圖3-11示出了根據ー些實施方式進行構造的架構構造體。圖3是被構造為平行層的架構構造體300的橫截面側視圖。架構構造體的平行層可由諸如石墨烯、石墨、或氮化硼之類的多種物質中的任何ー種構成。平行層可為矩形的、圓形的、或者另ー種形狀。在圖3中，層為圓形的并且包括小孔，支承管310穿過所述小孔來支承架構構造體300。層各自間隔開距離320，由此表征為層與層之間的區域330。存在多種方法以用于產生類似于圖1-11中所示的那些的架構構造體。ー種方法為將單個晶體沉積或加工成所需形狀并且熱處理或使用其他方法來將所述單個晶體剝脫成層。例如，將晶體加熱浸潰到流體物質(例如氫)中，直至均一或不均一濃度的流體擴散到晶體內。可利用下述物質來涂布晶體，所述物質通過有助于使流體進入晶體來催化該過程。催化劑還可控制流體擴散到晶體內的深度，由此允許從該晶體剝脫多原子厚度的層。充足的涂料包括鉬族金屬、稀土金屬、鈀-銀合金、鈦、以及鐵-鈦、鐵-鈦-銅、和鉄-鈦-銅-稀土金屬的合金。可通過氣相沉積、濺射、或電鍍技術來施加催化劑的薄涂層。涂料可在毎次使用之后被移除并且可重新用于另ー個晶體上，前提條件是其已允許流體擴散到該晶體內。在一些實施方式中，將摻雜劑或雜質引入到晶體內的特定深度處以促使流體擴散至該深度，以使得可從晶體剝脫多原子厚度的層。可將浸潰晶體放置在臨時容器中或者可將其裝入不可滲透的壓カ容器內。可從容器或器皿突然地釋放壓力，以使得流體浸漬物移動到其中堆積最不致密的區域內并且形成氣體層。氣體壓力引起(例如)各個0001平面的剝脫。可利用相繼較大的分子(例如甲烷、こ烷、丙烷、和丁烷)來重復此過程，由此產生其他間距。可通過控制進入晶體的流體的量和類型以及膨脹開始時的溫度來將0001平面間隔開特定距離。架構構造體的層相對彼此可通過下述方式取向為某種定位(即，如上文參照圖IA-C所述的錯開和/或旋轉)通過在層沉積時施加痕量的晶體改性劑(例如氖、氬、或氦)、通過將結構移動至特定取向的熱處理、或者通過晶體在剝脫期間的轉矩。在一些實施方式中，可在晶體進行剝脫之前，在其中鉆出ー個或多個小孔以使其容納支承結構，如圖3中所示的支承架構構造體300的支承管310。可在晶體進行剝脫之前，在其中構造支承結構以支承實際上形成的架構構造。或者，可在晶體已進行剝脫之后，將支承結構設置在架構構造體中。支承結構也可用于將架構構造體的層固定為彼此間隔開特定距離。在一些實施方式中，可沿著架構構造體的層的邊緣來構造支承結構(如，作為由平行層構成的架構構造體的殼體)。架構構造體的層可被制成具有任何厚度。在圖3中，架構構造體300的平行層中的每ー個具有原子厚度。例如，各個層可為石墨烯片材。在一些實施方式中，架構構造體的層厚于ー個原子。圖4是被構造為平行層的架構構造體400的側視圖。在所示的截面中，架構構造體400的層均厚于ー個原子。例如，如上文參照圖IA-C所述，各個層可包括多個彼此堆積在一起的石墨烯片材。架構構造體可包括僅ー個原子厚度的、多個原子厚度的平 行層、或者更厚(例如20個原子或更多)的層。在一些實施方式中，所有的層均具有相同厚度，而在其他實施方式中，層的厚度有差別。圖5為架構構造體500的橫截面側視圖，所述架構構造體500被構造為具有多個厚度的平行層。如上文所述，可通過下述方式從單個晶體剝脫厚于ー個原子或者彼此厚度不同的層控制流體擴散到晶體內的深度以剝脫所述層(如，通過在所需深度處引入雜質或摻雜劑)。當架構構造體被構造成平行層時，所述層可間隔開相同的距離或不同的距離。重新參見圖3，距離320間隔開各個平行層，所述距離320表征各個層之間的尺寸大致相等的區域330。在圖5中，架構構造體500的層與層之間的距離有差別。例如，第一組層510的層與層之間的距離大于第二組層520的層與層之間的距離，即第一組510的層與層之間的區域大于第二組520的層與層之間的區域。存在多種技術以用于將ー個層設置成與另ー個層相距特定距離。如上文所述，一種方法為在支承結構上構造平行層并且剝脫距相鄰層特定距離的各個層。例如，制造商可控制流體的體積以及流體擴散到用于剝脫層的單個晶體內的距離。另ー種方法為電カ地充電或感應地磁化各個剝脫層并且電カ地或磁性地促使所述層彼此間隔開。擴散粘合或合適的粘附可將各個層以彼此相距特定距離的方式固定到中央管的適當位置。用于確立層與層之間的特定距離的另ー種技術為在層與層之間沉積間隔物。間隔物可由鈦(如，與石墨烯層形成碳化鈦)、鐵(如，與石墨烯層形成碳化鐵)、硼、氮等構成。重新參見圖4，平行層400由間隔物410隔開。在一些實施方式中，使氣體在各個層的表面上脫氫，由此產生其中各個粒子或分子為脫氫的間隔物410。例如，在剝脫架構構造體的層之后，可在該層的表面上加熱甲烷，由此使得甲烷分子分離出碳原子并將其沉積到該層的表面上。脫氫的分子越大，則可能的間距也越大。例如，與每個分子具有ー個碳原子的甲烷相比，每個分子具有三個碳原子的丙烷將產生較大的沉積物和面積或間距。在一些實施方式中，將平行層構造在中央管上并且在層與層之間包括隔離物。在一些實施方式中，間隔物為類似于納米管和納米卷的表面結構，所述表面結構傳遞熱并且有利于物質在架構構造內的加載或卸載。包括這些類型的表面結構的架構構造體將在下文中參照圖10和11進行描述。圖6示出了架構構造體600的橫截面側視圖，所述架構構造體600被構造為矩陣特征的晶體的同心管層。例如，架構構造體的第一層610為管狀的且具有大于架構構造體的第二層620的直徑，并且第二層620被構造在第一層610內。可以多種方式來形成被構造為同心管的架構構造體。ー種方法為使氣體(例如烴)在框架內脫氫以形成架構構造體600的第一層610，并且使諸如氫化鈦之類的物質脫氫以在第一層的內表面上形成間隔物(如，表面結構)，隨后使第一氣體脫氫以形成間隔物上的第二層620。然后可按照類似方式來沉積后續層。在一些實施方式中，通過使氣體在其自身的框架內脫氫來形成各個管狀層。然后按照圖6所示的構型在彼此內構 造脫氫層。可將間隔物沉積在所述層的內表面或外表面上以將所述層隔開特定距離。在其他情況下，使多卷材料(例如聚氟こ烯或聚氯こ烯)脫氫以產生所需的架構構造體。在其他情況下，使聚偏ニ氯こ烯或聚偏ニ氟こ烯脫氫以產生所需的架構構造體。圖7是由平行層構成的架構構造體700的橫截面側視圖。相比于第二層組720，第一組層710間隔開較近的距離。架構構造體700將在下文中參照其在這種構型中顯示具有的特性中的一些來進行更詳細地論述。圖8為架構構造體的層800的側視圖。層800具有圓形形狀并且其包括小孔810，支承結構可通過所述小孔810來支承層800。圖9為架構構造體的層900的側視圖，所述層900具有圓角矩形形狀。如上所述，如果從單個晶體剝脫層，則可將所述層在剝脫之前或之后加工成特定形狀。可將類似于層900的多個層通過(例如)構造在其邊緣上的支承結構或者構造在其表面上的間隔物來設置在一起。在一些實施方式中，利用物質來處理架構構造體的表面。例如，可利用碳、硼、氮、娃、硫、過渡金屬、碳化物、和硼化物中的至少ー種來涂布架構構造體的表面，由此使得架構構造體顯示具有特定性能。例如，如下文所述，可處理架構構造體的表面以使其包括碳化硅，由此可改變其電磁和/或光學特性。在一些實施方式中，架構構造體被構造為非犧牲性的。例如，如在下文所說明，架構構造體可被構造為將物質分子加載到該構造體的層與層之間的區域內。非犧牲性構造體可加載和卸載物質或者可在不犧牲其結構中的任何一個的情況下來執行其他任務。在其他實施方式中，架構構造體被構造為從其晶體結構中犧牲原子以有利于特定結果。例如，由氮化硼構成的架構構造體可被構造為加載氮，這樣氮化硼將有利于與氫的反應以形成氨和/或其他含氮物質。因此，得自所述構造體的原子將在與氫的反應中犧牲，并且當從所述構造體卸載產物時，架構構造體將已損失氮化硼的犧牲分子。在一些實施方式中，可在這些反應中恢復或循環地利用已犧牲其結構的構造體。例如，可通過下述方式來恢復由氮化硼構成的架構構造體為所述構造體提供新的氮、硼、或氮化硼分子并且施加熱或另ー種形式的能量(例如電磁輻射)。新的氮化硼結構可自行組織將丟失的原子置換到原始的架構構造體內。架構構造體可被設計為使其具有某些特性，例如比重、彈性模量、比熱、電阻、和截面模量。這些宏觀特征影響架構構造體所顯示具有的性能。構造體的密度被定義為每單位體積的質量。多個不同參數影響架構構造體的密度。ー個參數為矩陣特征的晶體的組成。例如，氮化硼晶體通常具有高于石墨晶體的密度，這取決于(例如)參照圖IAUBjP IC所公開的因素。另ー個參數為分隔架構構造體的層的距離。增加或減小層與層之間的間距將相應地增加或減小架構構造體的密度。在其中層由較致密的表面結構間隔開的實施例(相比于其中層具有類似間距但未被表面結構間隔開的實施例)中，架構構造體的密度也可為較大的。架構構造體的摻雜劑也可根據需要來改變其密度。架構構造體的彈性模量為當對其施加力時產生彈性變形的趨勢(定義為其應力-應變曲線在彈性變形區域內的斜率)。類似于其密度，架構構造體的彈性模量部分地取決于其層的厚度、其間距、和其組成。其彈性模量也將取決于層相對彼此進行固定的方式。如果層由中央管(類似于圖3所示的架構構造體300的支承管310)支承，則各個層通常可弾性變形較大量，與之相比，如果層相對彼此通過間隔物(類似于圖4所示的架構構造體400的層與層之間的間隔物410)固定在一起，則各個層彈性變形較小。在大多數情況下，當間隔物將兩個層相對彼此固定在一起時，如果對其中一個層施加力，則各個層將增強另ー者，由此減弱因給定カ引起的撓曲。各個層增強各另一層的量部分地取決于層與層之間的間隔物的密集度以及間隔物將層保持在一起的剛性程度。架構構造體的截面模量為橫截面的第二面矩相對極度壓縮纖維距中心軸的距離 的比率。架構構造體的截面模量將取決于架構構造體的各個層的尺寸和形狀。例如，架構構造體的矩形層的截面模量通過下述公式進行定義S =—
6，(I)其中b為矩形的底并且h為高。并且中心具有小孔的圓的截面模量通過下述公式進行定義(2)其中d2為圓的直徑，并且Cl1為圓內的小孔的直徑。架構構造體的密度、彈性模量、和截面模量可在整個架構構造體中為恒定的，或者它們可依據截面變化或周期性地變化。正因為構造體的密度、彈性模量、或截面模量可影響該構造體所顯示具有的性能，所以依據截面或周期性地改變這些宏觀特征可使得架構構造體在該構造體的不同部分起不同的作用。例如，通過將架構構造體的層在第一截面中(相比于在第二截面中)間隔開較大量(從而使其在第二截面中(相比于在第一截面中)具有較大密度)，可將架構構造體制成在第一截面中優先地加載第一物質并且在第二截面中優先地加載第二物質。在一些實施方式中，架構構造體被構造為具有特性的機械特性。例如，架構構造體可被構造為用于物體的支承結構。在一些實施方式中，架構構造體被構造為具有特定的抗疲勞強度、屈服強度、極限強度、和/或蠕變強度中的至少ー者。在一些實施方式中，架構構造體被構造為具有特定的性能，包括本文所述的這些和其他性能(包括對于性能的各種非等熵影響)。I.熱特性架構構造體可被構造為具有特定的熱特性。甚至當其晶體層易于導熱時，架構構造體也可被構造為具有高或低的有效度以用于傳導性地傳遞熱。示例性地，可通過選擇間距和間隔物來抑制垂直于層的傳導。其也可被構造為使得輻射熱透射穿過該構造體內的通道或其他位置、反射離開該構造體、或者被該構造體吸收。此部分描述了被設計為具有特定熱特性的架構構造體的各種實施方式。單原子厚度的石墨烯層表面上在定義碳原子之間大部分為開放空間。然而，石墨烯在原子平面內的方向上提供極其高的導熱性和導電性，但僅吸收入射白光的約2. 3%。類似地，在原子位置垂直輻射的熱能譜的約2%至5%被吸收，而平行于間隔開的架構構造體層的輻射熱射線可被透射且具有較小的衰減。架構構造體吸收的光的凈量部分地取決于連續層相對彼此的取向。如上文參照圖IA-C所述，架構構造體的層的取向的變化可允許多種新應用。例如，可通過較易吸收的取向(例如，圖IB所示的取向)將輻射能遞送至表面下的位置。又如，可通過(例如)圖IC所示的取向來使輻射偏振，并且可通過使層在其平面的方向上偏移特定量(例如，上文參照圖IA和IB所述)來進ー步地修改這種取向。對于石墨烯的特性(光學和其他方面)的進ー步論述,參見R. R. Nair、P. Blake、A. N. Grigorenko、K. S. Novoselov、T. J. Booth、T. Stauber> N. M. R. Prees 和 A. K. Geim 的Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene，320 Science1308(2008) ；A. B. Kuzmenko、E. van HeumenΛ F. Carbone、和 D. van der Marel 的 UniversalOptical Conductance of Graphite, DPMC, University of Geneva,1211 Geneva 4，Switzerland(2008)。
ー些晶體物質(如石墨烯、石墨、和氮化硼)易于在某些方向上導熱。在一些應用中，由這些物質中的一者構成的架構構造體被構造為在兩個位置之間傳遞熱或者將熱傳遞出或傳遞至特定位置。在其他應用中，架構構造體被構造為使得可根據需要將熱有效地傳遞到和傳遞出該構造體。由諸如石墨烯之類的物質構成的架構構造體可易于加熱或冷卻。盡管具有遠遠低于金屬的密度，但架構構造體與固體銀、原始石墨、銅、或鋁相比，每單位面積可在所需方向上傳導性地傳遞更多數量的熱。架構構造體可被設置為具有用于傳導性地傳遞熱的高有效度，設置方式為構造所述構造體以使其在給定橫截面中具有高密集度的導熱通道。架構構造體可被設置為具有用于傳導性地傳遞熱的低有效度，設置方式為構造所述構造體以使其在給定橫截面中具有低密集度的導熱通道。例如，圖7示出了被構造為平行層的架構構造體700，所述平行層為矩形的并且由中央支承結構703支承。第一組平行層710具有原子厚度并且彼此間隔開第一距離。第二組層720具有原子厚度并且彼此間隔開大于第一距離的第二距離。由于在第一組平行層710的跨度上(相比于在第二組層720的跨度上(并且該組層跨越大致相同的距離))具有較高密集度的熱通道，因此第一組相比于第二組具有用于傳導性地傳遞熱的較高有效度。由此得出結論，在對位于所述構造體的第一側701的物體(相比于位于第二側702的物體)的熱絕緣方面，第二組720優于第一組710。在一些實施方式中，被構造為平行層的架構構造體被設置為對所述層不垂直的表面絕緣。例如，架構構造體可被構造為使其層以(例如)45度的角度接觸平坦表面，方式為使連續層的邊緣偏移特定量以使得所述層在設置到表面上時與該表面成該角度。在一些實施方式中，架構構造體被設置為通過下述方式具有用于傳導性地傳遞熱的較高有效度將其構造為具有較厚的層。例如，重新參見圖5，對于傳遞熱而言，第二組層520具有高于第一組層510的有效度，因為第二組層厚于第ー組層并且彼此較為靠近。在一些實施方式中，架構構造體包括表面結構，例如位于圖10所示的構造體1000上的表面結構，所述表面結構有利于熱在該構造體內的傳導性傳遞。如下文參照架構構造體的電磁和光學特性所述，架構構造體可被設置為透射、衍射、反射、折射、或以其他方式轉變輻射能。因此，架構構造體可被構造為以特定方式與輻射熱相互作用。在一些實施方式中，架構構造體被構造為通過該構造體內的通道來透射輻射熱。輻射熱的這種傳遞可允許光速下的吸熱或放熱反應。可通過在構造體的層上包括表面結構來改變與輻射熱傳遞有關的構造體特性，所述表面結構可吸收或反射特定波長。具有不同狹槽寬度的輻射光柵可被制作成層與層之間的間距或者可通過電子束光刻(e-beam)進行制作，并且其橫磁模式(TM模式)的紅外透射提供傅里葉變換紅外光譜(FTIR)。這提供了用作紅外光電探測器、生物芯片傳感器、和發光二極管偏振器的系統的基礎。2008 年 8 月 4 日提交的且標題為“INFRARED COMMUNICATION APPARATUS AND INFRAREDCOMMUNICATION METHOD”的美國專利申請No. 12/064, 341描述了ー些示例性系統，該專利申請的教導內容以引用方式并入本文。重新參見圖7，第二組層720可間隔開特定距離、可由特定物質構成、并且可被構造為特定厚度，以使得平行于所述層的入射紅外能量進入并且透射穿過層與層之間的區域。例如，為了透射具有特定頻率的輻射能，架構構造體可由根據量子力學關系間隔開的氮 化硼層構成。類似地，如此前所述，架構構造體也可被構造為特定地吸收輻射能。例如，第ー組層710中的層可間隔開特定距離、可由特定物質構成、并且可具有特定厚度，以使得入射紅外能量的至少一部分被這些層吸收。如通過量子電動力學所確定，各個單獨層或懸掛層的不透明度為垂直輻射的2.3%。一組層的不透明度取決于其間距、架構構造體的層的取向、相對論性電子在所述層內的相互作用、以及間隔物(例如表面結構)的選擇。架構構造體也可被設置為使物體與輻射能(包括輻射熱)絕緣。在一些實施方式中，架構構造體通過下述方式使物體與福射熱絕緣反射福射能或者使福射能透射穿過物體周圍或遠離物體的通道。例如，參見圖4，架構構造體可被構造為使設置在架構構造體400的右側的物體與位于該構造體的左側的輻射源絕緣。也可通過對構造體的表面添加涂層或者通過對構造體摻雜來改變架構構造體的熱特性。例如，重新參見圖4，架構構造體400可自發地或者通過擴散或離子注入來進行摻雜以提高其整體或者特定區域或方向上的導熱率。其可利用金屬(例如鋁、銀、金、或銅)進行涂布以反射多于其原本將反射的輻射熱。II.聲學、電磁、和光學特性架構構造體可被制成顯示具有響應于輻射或聲學能量的特定特性。它們可被構造為在特定頻率下進行聲學和/或電磁學的共振。它們也可被構造為具有特定的折射率，并且它們可被設計為改變入射電磁波的頻率。可通過將構造體設置為具有特定構型(包括比重、彈性模量、和截面模量)來控制這些特性。如上文所述，可通過改變架構構造體的組成、處理方式、和設計方式來調節這些參數。架構構造體的聲共振頻率隨多個因素而改變。致密的架構構造體與不太致密和其他方面相同的架構構造體相比將以較低的頻率共振。因此，當架構構造體被構造為平行層時，薄層將具有高于較厚層的共振頻率。相比干支承在其中心的架構構造體，牢固地支承在其邊緣的架構構造體將以較低的頻率共振。另外，具有高彈性模量的架構構造體與具有低彈性模量的架構構造體相比將以較高的頻率共振，并且具有高截面模量的架構構造體與具有較小截面模量的架構構造體相比將以較低的頻率共振。例如，重新參見圖5，第二組層520具有低于第一組層510的聲共振頻率。這是因為第二組中的層厚于第一組中的層，并且它們彼此間隔開較短的距離，但它們在其他方面為相同的。第二組520或第二組510的層中的任何ー個的共振頻率可通過將所述層的直徑制備成較大尺寸而得到降低。在一些實施方式中，架構構造體的所有層均被設計為以相同的頻率共振。架構構造體的共振頻率將還取決于其組成。另外，在一些實施方式中，將摻雜劑和/或涂層添加至架構構造體以提高或降低其聲共振頻率。也可通過在層與層之間添加間隔物(例如表面結構)來降低架構構造體的共振頻率。架構構造體也可被構造為以特定頻率進行電磁共振。例如，可為每個層選擇其密度、彈性模量、和截面模量，以使得該構造體或每個層均具有特定的共振頻率。例如，重新參見圖5，第二組層520可具有低于第一組層510的電磁共振頻率，因為第二組具有比第一組厚的層且它們與第一組中的層相比被構造為彼此較為靠近。在一些實施方式中，架構構造體為摻雜的，并且其電磁共振頻率因摻雜而提高或降低。架構構造體也可被構造為吸收特定波長的輻射能。多個因素影響架構構造體是否將吸收特定波長的輻射能。例如，參見圖4，架構構造體400吸收特定波長的輻射能的能力取決于層的厚度、間距、組成、摻雜劑、間隔物(包括表面結構)、和涂層。在一些實施方式 中，架構構造體被構造為透射第一波長的輻射能并且吸收和再輻射與所接收輻射能具有不同波長的能量。例如，重新參見圖4，架構構造體400可被構造為使得所述層平行于ー些而非全部入射輻射能。平行層可被構造為透射平行于所述層穿過構造體的輻射能而吸收非平行輻射。在一些實施方式中，(例如)通過化學氣相沉積、濺射、或以其他方式利用物質噴涂架構構造體來將再輻射物質(如，碳化硅、硼化硅、硼化碳等)涂布到架構構造體的表面上。這樣，當非平行輻射接觸架構構造體時，再輻射物質吸收非平行輻射并且再輻射波長不同于所接收能量的波長的能量。例如，可通過使硅可用于形成固體溶液和化學計量化合物來將碳化娃涂覆至架構構造體。如前述實例所述以及上文參照輻射熱所述，架構構造體可被構造為通過該構造體中的輻射通道(如，通過層與層之間的區域)來透射輻射能。如上文所述，可在層與層之間的區域內以光速來傳遞熱輻射。例如，分隔開圖3所示的架構構造體300的層的距離產生層與層之間的區域330，可通過所述區域330來傳遞輻射能。在一些實施方式中，可增加層與層之間的區域的尺寸以允許透射更多的輻射能。在一些實施方式中，架構構造體的層被間隔開以使入射電磁波偏振。另外，如上文所述，架構構造體可被構造為使物體與輻射絕緣。在一些實施方式中，架構構造體通過反射輻射能而使物體與輻射絕緣。例如，參見圖4，架構構造體400可被構造為使設置在架構構造體400的右側的物體與位于該構造體的左側的輻射絕緣。例如，各個層可由氮化硼構成，并且可被間隔開以反射指定波長內的電磁輻射。架構構造體也可被構造為具有特定折射率(即，特定范圍內的折射率或精確數值的折射率)。架構構造體的折射率為(除了其他變量之外)層的組成(如，氮化硼、石墨等)、層的厚度、摻雜劑、間隔物(包括表面結構)、和間隔所述層的距離的函數。參見圖4，可選擇平行層400之間的距離440和層的厚度，以使得平行層400具有特定折射率。例如，層可由石墨構成以具有折射率，所述折射率可通過層與層之間的間距和/或通過在間距內添加吸附和/或吸收的物質來進行調節。另外，在一些實施方式中，將摻雜劑添加至架構構造體以改變其折射率。例如，由氮化硼構成的架構構造體的層可摻雜氮、硅或碳以增加或降低其折射率。
當將某種物質加載到架構構造體內時，架構構造體的折射率可發生變化。例如，相比于當將氫加載到構造體內并且成為外延層和/或外延層之間的毛細管時，存在于真空中的架構構造體可具有不同的折射率。在一些實施方式中，架構構造體的第一部分的折射率不同于架構構造體的第二部分的折射率。例如，參見圖5，第一組層510可具有不同于第二組層520的折射率，因為第一組層與第二組層中的層相比較薄且間隔開較大距離。架構構造體可通過使其層相對彼此以特定方式進行取向而被構造為具有特定的衍射光柵。因此，入射電磁波將以可預測圖案衍射穿過架構構造體的層。在一些實施方式中，通過使光穿過架構構造體的層并且觀察光進行衍射和折射的方式(如，通過觀察產生的衍射圖案(如果存在)、以及光進行折射的角度)，可確定出何種未知物質被加載到層與層之間。例如，架構構造體可被構造為使得當從垂直于該構造體的位置進行觀察時，得自第ー層的原子與得自第二層的原子對準(類似于圖1A)，這樣當光穿過該構造體時產生可預測的衍射圖案。如上文參照圖IA-C所述，可使一個層相對另ー個層進行偏移或旋轉，由此以多種方式來取向構造體的層(間隔開或者彼此堆積在一起)。III.催化特性架構構造體可被構造為以多種方式來催化反應。例如，由平行層構成的架構構造體(類似于圖3-5所示的那些)可通過控制反應的溫度、通過具有催化反應的特定構型、或通過提供催化反應的物質來催化其層的邊緣處的化學反應或生物反應。架構構造體可通過下述方式來催化反應加快反應、延長反應物的提供以促進反應、通過熱的添加或移除來允許反應進行、或者以其他方式促進反應。可改變多個變量以催化特定反應。在一些實施方式中，選擇架構構造體的層的厚度以便催化反應。在一些實施方式中，選擇層與層之間的距離和/或層的組成(如，氮化硼、碳等)以便催化反應。在一些實施方式中，將摻雜劑添加至架構構造體或者將特定化學性質的間隔物(包括表面結構)添加至層與層之間以便催化特定反應。在一些實施方式中，平行層通過將熱傳遞至進行反應的區域來催化反應。在其他實施方式中，平行層通過將熱從進行反應的區域向遠處傳遞來催化反應。例如，重新參見圖3，可將熱傳導性地傳遞到平行層300內以將熱提供至支承管310內的吸熱反應。在ー些實施方式中，平行層通過從進行反應的區域移除反應產物來催化反應。例如，重新參見圖3，平行層300可吸收得自支承管310內的生化反應的醇，其中醇為副產物，由此將醇排出到平行層的外邊緣上并且延長包括在涉及于該生化反應中的微生物的壽命。在一些實施方式中，第一組平行層被構造為催化反應而第二組平行層被構造為吸收和/或吸附反應產物。例如，重新參見圖5，第二組層520可被構造為通過允許兩種分子之間的反應來催化化學反應，而第一組層510可被構造為吸附反應產物，由此延長化學反應的時長。也可以其他方式來催化反應。在一些實施方式中，對架構構造體進行充電以催化靠近該構造體的反應。在一些實施方式中，架構構造體被構造為以特定頻率進行聲共振，由此引起分子以催化反應的方式對自身進行取向。例如，分子可被取向為允許化學反應或者允許其吸附到層上。在一些實施方式中，架構構造體被構造為透射或吸收輻射能以催化反應。例如，參見圖5，第二組層520可被構造為吸收輻射能并且將輻射能轉換成熱，第一組層510使用所述熱來促進吸熱反應。類似地，表面結構可被構造為吸收輻射能以加熱構造體和促進反應。在一些實施方式中，將催化劑添加至架構構造體以催化靠近該構造體的反應。可將催化劑施加到構造體的層的邊緣上或構造體的表面上。例如，可將氧化鉻施加到架構構造體的邊緣上，并且氧化鉻可催化甲烷和臭氧之間的反應，所述臭氧是從空氣利用電離的紫外線輻射或感應火花產生的。IV.毛細管特性被構造成平行層的架構構造體可被設置為使得液體通過毛細管作用在其層與層之間移動。可改變多個變量中的任何一個以使得平行層可相對于特定物質來執行毛細管作用。在一些實施方式中，選擇層的組成、表面結構、摻雜劑、和/或厚度以使得架構構造體相對于特定物質來執行毛細管作用。在一些實施方式中，選擇層與層之間的距離以使得架構構造體相對于特定物質來執行毛細管作用。例如，參見圖6，架構構造體600的各個同心層可彼此間隔開用于水的毛細管距離，并且該架構構造體可通過毛細管作用來促使或者以其他方式遞送水沿該構造體向上移動。
架構構造體可由具有用于第一分子的毛細管距離的ー些層和具有用于第二分子的毛細管距離的ー些層構成。例如，參見圖5，第一組層510可相對于第一分子(例如丙烷)具有毛細管距離，而第二組層520可相對于第二分子(例如氫)來執行毛細管作用。在此實例中，氫吸附至相鄰的石墨烯層并且其他氫可吸收在氫的邊界層之間，以提供架構構造體設計的特定結果。另外，在一些實施方式中，架構構造體被設計為使得可將熱傳遞到該構造體之內或之外以促進毛細管作用，或者可將電荷施加至架構構造體的層以促進毛細管作用。V.吸著特性設置成平行層的架構構造體可被構造為將物質加載到層與層之間的區域內。當物質分子吸附到層的表面上或者吸收到層與層之間的區域內時，則所述物質分子被加載到平行層之間。例如，重新參見圖3，架構構造體300可將提供在層的內邊緣340處的物質分子加載到層與層之間的區域330內。支承管310可通過穿孔350來提供該物質。多個因素將影響架構構造體是否將加載物質分子。在一些實施方式中，架構構造體被構造為將熱傳遞出加載分子的區域。當架構構造體冷卻時，其可較快地加載分子或者其可加載在其較熱時不能加載的分子。類似地，架構構造體可通過將熱傳遞至該構造體來進行卸載。在一些實施方式中，架構構造體被構造為當將電荷施加至該構造體時以較快的速率或較高的密度加載分子。例如，石墨烯、石墨、和氮化硼為導電的。由這些材料構成的架構構造體可被構造為當將電荷施加至其層時以較快的速率加載分子。另外，如上文所述，在一些實施方式中，架構構造體可被構造為以特定的共振頻率進行聲共振。架構構造體可被構造為以特定頻率進行共振以使得靠近該構造體的特定分子被有利地取向，這樣它們可被加載到層與層之間的區域內。在一些實施方式中，架構構造體被構造為當將輻射能引導至該構造體時加載或卸載物質。例如，參見圖3，可選擇平行層300中的每ー個之間的距離320以使得架構構造體吸收紅外波，由此使得所述層升溫并且卸載該架構構造體已加載的物質分子。如上文所述，在一些實施方式中，可將催化劑施加至層的外邊緣以有利于將物質加載到層與層之間的區域內。
在一些實施方式中，架構構造體被構造為選擇性地加載特定的分子(如，通過加載第一分子并且抵制加載第二分子)。例如，重新參見圖5，第一組層510可被構造為使其間隔開特定距離以有利于選擇性地加載第一分子并且不加載第二分子。類似地，第二組層520可被構造為使其間隔開特定距離以有利于加載第三分子但不加載第二分子。所述層的邊緣處的表面張カ也將影響分子是否被加載到架構構造體內。例如，如果第一組層510已加載第一物質分子，則加載該物質分子的第一組層510的內邊緣處的表面張カ可抑制第一組層510加載第二物質分子但允許第一組層510繼續加載第一物質分子。在一些實施方式中，架構構造體包括構造在其表面上的表面結構，所述表面結構有利于將物質加載到所述構造體內以及將物質卸載出所述構造體。表面結構可通過其所施加至的層的晶格結構來進行外延取向。在一些實施例中，通過使所述層的表面上的氣體脫氫來形成表面結構。在其他實施例中，將表面結構涂布到層上，然后將相鄰層構造到該構造體上。圖10示出了包括平行層的架構構造體1000，所述平行層其上構造有表面結構1010。表面結構1010包括納米管、納米卷、桿、和其他結構。表面結構可使得架構構造體能夠加載較多物質或以較快的速率加載物質。例如， 納米花結構可將物質分子吸收到該結構中的區域內并且將物質分子吸附到其表面上。在一些實施例中，表面結構使得架構構造體能夠加載特定的物質化合物。在一些實施例中，表面結構使得架構構造體能夠較快地加載和/或卸載物質分子。在一些實施例中，特定類型的表面結構相比于另ー種表面結構為優選的。例如，在一些實施例中，納米卷相比于納米管為優選的。相比于納米管，納米卷可能夠較快地加載和卸載物質分子，因為納米卷能夠同時加載和卸載多個物質分子的層，而納米管僅能夠通過沿軸線的管末端處的小區域來加載或卸載。在一些實施例中，第一類型的表面結構加載第一化合物，而第二類型的表面結構加載第二化合物。在一些實施例中，表面結構由下述材料構成，所述材料為導電的并且/或者具有用于熱傳遞的高有效度。在一些實施例中，表面結構由碳、硼、氮、硅、硫、過渡金屬、云母(如，生長至特定尺寸)、和各種碳化物或硼化物中的至少ー種構成。如圖10所示，在一些實施例中，表面結構取向為垂直于架構構造體的表面。在其他實施例中，表面結構中的至少ー些并非取向為垂直于其所施加至的表面。在圖11中，表面結構1110從架構構造體1100的表面以不同于90度的角度進行取向。表面結構可取向為特定角度以增加表面結構的表面積、提高通過表面結構加載分子的速率、増加表面結構的加載密度、優先地加載特定化合物的分子、或用于另ー個原因。可通過磨削、研磨、激光設計、以及多種其他成形技術來構造表面結構，包括特定角度的傾角。在一些實施方式中，表面結構被構造在架構構造體上并且由不同于所述構造體的材料構成。在圖10中，例如，架構構造體1000的層可由石墨烯構成并且表面結構1010可由氮化硼構成。表面結構可由其他材料構成，例如氫化硼、ニ硼烷(B2H6)、氫化鋁鈉、MgH2、LiH、氫化鈦、和/或另ー種金屬氫化物或金屬催化劑、非金屬、或化合物。其他實施方式可在宏觀水平上設計架構構造體以利用上文所述的特性中的ー個或多個，由此促進納米級的微處理。其中可使用架構構造體的應用包括電荷處理器、分子處理器、和生物處理器。構造為電荷處理器的架構構造體可用于構建微電路、檢測環境中特定原子或分子的存在、或實現另ー個結果。在一些實施方式中，構造為電荷處理器的架構構造體形成電路。例如，石墨烯的平行層(類似于圖4所示的那些)可通過介電材料間隔開以使得架構構造體存儲電荷并且起到類似于電容器的功能。在一些實施方式中，架構構造體(類似于圖4所示的架構構造體400)通過利用陶瓷隔離該構造體的平行層而被構造為高溫電容器。在一些實施方式中，架構構造體(類似于圖4所示的架構構造體400)通過利用聚合物隔離平行層而被構造為低溫電容器。在一些實施方式中，架構構造體被構造用于處理離子。例如，架構構造體400可被構造為具有半透膜，所述半透膜覆蓋所述構造體的層與層之間的區域。所述半透膜允許特定離子穿透該膜并且進入該架構構造體，在所述架構構造體處對所述特定離子進行檢測以用于特定目的。在一些實施方式中，架構構造體被構造為固態轉換器。架構構造體也可被構造為分子處理器。如上文所述，在一些實施方式中，得自架構構造體的材料參與化學反應。另外，在一些實施方式中，架構構造體可在分子水平上轉換電磁波。例如，架構構造體可被構造為將輸入(例如，100BTU的白光)轉換成輸出(75BTU的紅光和藍光)。通過化學共振白光以將其轉換成藍光和紅光而使得所述白光為波長漂移的。 例如，圖4所示的架構構造體400可由碳構成且選定區域被轉變成結合反應物(例如硼、鈦、鐵、鉻、鑰、鎢、和/或硅)的固態溶液或化合物(例如碳化物)，并且所述構造體可被構造為使得所述層被取向為將白光轉換成所需波長(例如紅光和/或藍光和/或紅外頻率)。被構造為生物處理器的架構構造體可用于產生酶、碳水化合物、脂質、或其他物質。在一些實施方式中，架構構造體被構造為平行層并且其從反應區域移除生化反應的產物以使得該生化反應可持續進行。例如，圖3所示的架構構造體300可被構造為從支承管310內的反應區域加載毒性物質(例如醇)。通過移除毒性物質，涉及于生化反應中的微生物將不會被殺滅并且該生化反應可不減弱地持續進行。在其他實施方式中，架構構造體可被構造為在無需中斷反應的情況下從反應部位移除和/或保護和/或取向和提供生化過程或反應的可用產物(例如氫化酶)。又如，圖3所示的架構構造體300內的支承管310可容納產生可用脂質的生化反應，所述脂質被加載到所述構造體的層與層之間的區域330內并且在該區域的外邊緣上進行卸載。因此，當移除可用產物時，該生化反應可持續進行。從上述描述可認識到，本發明的具體實施例已在本文中被描述出以用于示例性目的，但可在不脫離本發明的精神和范圍的情況下進行多種修改。因此，本發明除了受所附權利要求限定之外，不受任何限定。至于先前未以引用方式并入本文的下述材料，本專利申請以引用方式并入下述材料中的每ー個的主題的全文1997年8月29日提交的且標題為“COMPACT FLUID STORAGESYSTEM”的美國專利申請No. 08/921，134 ; 1999年8月9日提交的且標題為“COMPACTFLUID STORAGE SYSTEM”的美國專利申請No. 09/370，431 ;以及2010年8月16日提交的且標題為 “ INTERNALLY REINFORCED STRUCTURAL COMPOSITES AND ASSOCIATED METHODS OFMANUFACTURING” 的美國專利申請 No. 12/857，461。
權利要求
1.一種被構造為具有聲共振頻率的架構構造體，所述架構構造體包括 第一層，所述第一層由矩陣特征的晶體構成并且具有第一厚度；以及 第二層，所述第二層由矩陣特征的晶體構成并且具有第二厚度，其中 所述第一和第二層被設置為使得它們彼此平行， 所述第一和第二層間隔開一定距離，并且在所述第一和第二層之間存在區域， 所述第一層被構造為以第一共振頻率進行聲共振，并且 所述第二層被構造為以第二共振頻率進行聲共振。
2.根據權利要求I所述的架構構造體，其中所述第一和第二層之間的距離以及所述第一和第二厚度被選擇為使得所述架構構造體以預定共振頻率進行聲共振。
3.根據權利要求I所述的架構構造體，其中所述第一和第二層由間隔物隔開。
4.根據權利要求I所述的架構構造體，其中所述第一和第二層被構造在支承結構上。
5.根據權利要求I所述的架構構造體，其中所述第一厚度等于所述第二厚度并且所述第一共振頻率等于所述第二共振頻率。
6.根據權利要求I所述的架構構造體，還包括位于所述第一和第二層中的至少一者內的摻雜劑。
7.根據權利要求I所述的架構構造體，其中所述第一和第二層主要由氮化硼或碳構成。
8.—種被構造為具有預定折射率的架構構造體，所述架構構造體包括 第一層，所述第一層由矩陣特征的晶體構成并且具有第一厚度；以及 第二層，所述第二層由矩陣特征的晶體構成并且具有第二厚度，其中 所述第一和第二層被設置為使得它們彼此平行， 所述第一和第二層間隔開一定距離，并且在所述第一和第二層之間存在區域，并且 所述架構構造體被構造為具有預定折射率。
9.根據權利要求8所述的架構構造體，還包括位于所述第一和第二層中的至少一者內的摻雜劑，其中所述第一和第二層之間的距離以及所述第一和第二厚度被選擇為使得所述架構構造體具有所述預定折射率。
10.根據權利要求9所述的架構構造體，其中所述第一和第二層主要由碳或氮化硼構成。
11.根據權利要求8所述的架構構造體，還包括 第三層，所述第三層包括矩陣特征的晶體并且具有第三厚度；以及 第四層，所述第四層包括矩陣特征的晶體并且具有第四厚度，其中 所述第三和第四層被設置為使得它們平行于所述第一和第二層， 所述第三和所述第四層間隔開第二距離，并且 所述架構構造體在所述第一和第二層中與它在所述第三和第四層中相比具有不同的折射率。
12.—種被構造為透射輻射能的架構構造體，所述架構構造體包括 第一層，所述第一層由矩陣特征的晶體構成并且具有第一厚度；以及 第二層，所述第二層由矩陣特征的晶體構成并且具有第二厚度，其中 所述第一和第二層被設置為使得它們彼此平行，所述第一和第二層間隔開一定距離，并且在所述第一和第二層之間存在區域，并且 所述第一和第二層被構造為通過所述層之間的所述區域來透射特定波長的輻射能。
13.根據權利要求12所述的架構構造體，其中所述第一和第二層之間的距離以及所述第一和第二厚度被選擇為使得所述架構構造體通過所述層之間的所述區域來透射所述特定波長的輻射能。
14.根據權利要求12所述的架構構造體，其中所述第一和第二層由間隔物隔開。
15.根據權利要求12所述的架構構造體，其中所述第一和第二層被構造在支承結構上。
16.根據權利要求12所述的架構構造體，還包括位于所述第一和第二層中的至少一者內的慘雜劑。
17.根據權利要求12所述的架構構造體，其中所述第一和第二層主要由氮化硼或碳構成。
18.一種被構造為具有電磁共振頻率的架構構造體，所述架構構造體包括 第一層，所述第一層由矩陣特征的晶體構成并且具有第一厚度；以及 第二層，所述第二層由矩陣特征的晶體構成并且具有第二厚度，其中 所述第一和第二層被設置為使得它們彼此平行， 所述第一和第二層間隔開一定距離，并且在所述第一和第二層之間存在區域， 所述第一層被構造為以第一共振頻率進行電磁共振，并且 所述第二層被構造為以第二共振頻率進行電磁共振。
19.根據權利要求18所述的架構構造體，其中所述第一和第二層之間的距離以及所述第一和第二厚度被選擇為使得所述架構構造體以預定共振頻率進行電磁共振。
20.根據權利要求18所述的架構構造體，其中所述第一和第二層由間隔物隔開。
21.根據權利要求18所述的架構構造體，其中所述第一和第二層被構造在支承結構上。
22.根據權利要求18所述的架構構造體，其中所述第一厚度等于所述第二厚度并且所述第一共振頻率等于所述第二共振頻率。
23.根據權利要求18所述的架構構造體，還包括位于所述第一和第二層中的至少一者內的慘雜劑。
24.根據權利要求18所述的架構構造體，其中所述第一和第二層主要由氮化硼或碳構成。
全文摘要
本發明公開了架構構造體，為合成材料，所述合成材料包括矩陣特征的不同晶體。架構構造體可由(例如)石墨烯、石墨、或氮化硼構成。其可被構造為固體塊或者可具有單原子厚度的平行層。在很大程度上，其構型決定其在各種條件下如何起作用。在其中其被設置為平行層的實施方式中，所述架構構造體能夠通過選擇所述層的厚度、層的組成、所述層之間的距離值、和/或另一個變量而被構造為以所需方式起作用。
文檔編號B32B7/02GK102834256SQ201180009278
公開日2012年12月19日 申請日期2011年2月14日 優先權日2010年2月13日
發明者羅伊·E·麥卡利斯特 申請人:麥卡利斯特技術有限責任公司