JP2003512286A - カーボンナノチューブの巨視的に配置された集成体 - Google Patents

カーボンナノチューブの巨視的に配置された集成体

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ホージ，ロバート・エイチ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、整列ナノチューブセグメントを含む巨視的材料及び物体の創生に向けられている。 本発明は、流体媒体中に懸濁した単層カーボンナノチューブ(SWNT)を整列させ、次いで単層カーボンナノチューブの巨視的規則集成体が形成するような方法で懸濁液から整列セグメントを取り出すことを必要とする。 本発明は更に、ナノチューブセグメントが規則構造体へ自己集成する生得の傾向を、処理以前の又は処理中のナノチューブの環境及びその環境の経歴を改変することにより制御することに向けられている。これらの材料及び物体は、顕微鏡の助けを借りないで見ることのできる程大きいため、“巨視的”である。 これらの巨視的規則単層カーボンナノチューブ材料及び物体は、その各々が同一方向に整列し、その至近のチューブと接触しているナノチューブを含んでいるため、単層カーボンナノチューブが微視的規模で示す顕著な物理的、電気的及び化学的物性を有する。 細密充填した単層カーボンナノチューブの規則集成体は、より多くのより大きい集成体の成長用鋳型としても役立つ。 規則集成体は、更に該規則集成体を内的に改変してせん断力、引張り強さ、圧縮強さ、靭性、導電性及び熱伝導性等の選択された材料物性を特に高めるために行う後処理用の基礎として役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、(米国)国家航空宇宙局(NASA)及び海軍研究局(ONR)により授けられ
た夫々付与番号第NNC9-77号及び付与番号第N00014-99-1-0246号基づく(米国)政
府の援助によりなされた。 米国政府は本発明においてある種の権利を所有し得
る。発明の背景 フラーレン類は、六角形及び五角形で配置されたsp2混成炭素のみからなる閉
じたかご形分子である。フラーレン類(例えば、C60)は、蒸気化した炭素から凝
縮により産出された閉じた回転楕円体のかご形として最初に同定された。
【０００２】 フラーレンチューブ類は、蒸気化した炭素から回転楕円体のフラーレン類を産
出する炭素アーク法において陽極上の炭素析出物中に産出される。 Ebbesenら(E
bbesen I),“カーボンナノチューブの大規模合成(Large-Scale Synthesis Of Ca
rbon Nanotubes）”, Nature, 第358巻、第220頁(1992年7月16日)及びEbbesenら
(Ebbesen II), “カーボンナノチューブ(Carbon Nanotubes）”, Annual Revie
w of Materials Science、第24巻、第235頁(1994年）。 このようなチューブは
、本明細書においてカーボンナノチューブとして言及される。これらの方法で製
造したカーボンナノチューブの多くは、多層ナノチューブであった。 即ち、カ
ーボンナノチューブは共中心円筒に類似していた。7層迄を有するカーボンナノ
チューブが先行技術に記載されている。 Ebessen II；飯島ら, “グラファイト
炭素の螺旋マクロ細管（Helical Microtubuless of Graphitic Carbon）”, Nat
ure、第354巻、第56頁（1991年11月7日）。
【０００３】 カーボンナノチューブを定義する際、認められている体系的な命名法を用いる
ことが助けとなる。 本願において、M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus及びP.
C. Eklund共著、“フラーレン類及びカーボンナノチューブ類の科学(Science o
f Fullerenes and Carbon Nanotubes）”、第19章、特に第756頁乃至第760頁（1
996）、Academic Press、525Bストリート、シュート1900、サンディエゴ、カリ
フォルニア92101-4495米国又はシーハーバードライブ、オルランド、フロリダ32
877（ISBN O-12-221820-5)に記載され、参照として本明細書に包含されるカーボ
ンナノチューブ命名法を使用する。 単層円筒状フラーレン類は、二重指数(dou
ble index)(n, m)により互いに区別される。 このn及びmは、六方“亀甲型”グ
ラファイトの単一ストリップを円筒表面に巻き付け両端部を継ぎ目なしに結合し
たときの切断方法を記載する整数である。この二つの指数が同一(m = n)である
とき、得られるチューブは、チューブ軸に対して垂直にチューブを切断すると、
六角形の側辺のみが露出してチューブ端部の周囲をかこむ型がn回繰り返したア
ームチェアのアームと座席に類似しているため、“アームチェア”(又はn,ｍ)型
を呈していると言われている。アームチェアチューブ単層カーボンナノチューブ
が金属性であるため、単層カーボンナノチューブの好ましい形態であり、そして
非常に高い導電性を有する。 更に全ての導電性に単層カーボンナノチューブは
非常に高い熱伝導性及び引張り強度を有する。
【０００４】 単層カーボンナノチューブ(SWNT)は、フラーレンの製造に使用される種類の直
流アーク放電装置中で、炭素と少量パーセントのVIII族遷移金属を同時にアーク
放電装置の陽極から蒸発させて製造された。 飯島ら, “１ナノメートル直径の
単殻カーボンナノチューブ”（Shingle-Shell Carbon Nanotubes of 1nm Diamet
er）、Nature、第363巻、第603頁（1993年）；Bethuneら,“単一原子層壁を有す
るカーボンナノチューブのコバルト触媒による成長(Cobalt Catalyzed Growth o
f Carbon Nanotubes with Single Atomic Layer Walls）”, Nature、第63巻、
第605頁(1993年）；Ajayan等, “コバルト触媒による単殻カーボンナノチューブ
の合成中の成長形態(Growth Morphologies During Cobalt Catalyzed Single-Sh
ell Carbon Nanotube Synthesis）”、Chem. Phys. Lett.、第215巻、第509頁(1
993年）；Zhouら, “YC2粒子からラジカル的に成長する単壁カーボンナノチュー
ブ(Single-Walled Carbon Nanotubes Growing Radically From YC2 Particles）
”, Appl. Phys. Lett.、第65巻、第1593頁（1994年）；Seraphinら, “単壁チ
ューブ及びナノ結晶の炭素クラスター中への封入（Single-Walled Tubes and En
capsulation of Nanocrystals Into Carbon Clusters）、Electrochem. Soc.、
第142巻、第290頁（1995年）；斉藤ら, “金属及び炭化物を閉じ込めるカーボン
ナノカプセル（Carbon Nanocapsules Encaging Metals and Carbides）”、J. P
hys. Chem. Solids、第54巻、第1849頁(1993年）；及び斉藤ら, “蒸発源近くで
凝縮した小粒子の形成を経る単層カーボンナノチューブの押出し(Extrusion of
Single-Wall Carbon Nanotubes Via Formation of Small Particles Condensed
Near an Evaporation Source）”、Chem. Phys. Lett.、第236巻、第419頁(1995
年)を参照。 このような遷移金属の混合物を使用すると、アーク放電装置での単
層カーボンナノチューブの収率を有意に高めることができることも知られている
。 Lambertら,“単殻カーボンナノチューブ単離に向けた改良条件(Improving Co
nditions Towards Isolating Single-Shell Carbon Nanotubes）、Chem. Phys.
Lett., 第226巻、第364頁（1994年）参照。
【０００５】 このアーク放電方法は単層ナノチューブを産出することができるが、ナノチュ
ーブの収率は低く、また該チューブは、混合物中の個々のチューブ間で構造及び
大きさの有意な変動を示す。個々のカーボンナノチューブは他の反応生成物から
分離し精製することが困難である。
【０００６】 単層ナノチューブの改良製造法は、本明細書に参照としてそのまま包含される
米国特許出願第08/687,665号, 名称“単層カーボンナノチューブよりなるロープ
(Ropes of Single-Walled Carbon Nanotubes）”に記載されている。 この方法
は、取り分け遷移金属、好ましくはニッケル、コバルト又はその混合でドープし
たグラファイト基材のレーザー蒸気化を使用して凝縮した炭素の少なくとも50％
の収率で単層カーボンナノチューブを産出するものである。 この方法に産出さ
れた単層ナノチューブは、平行に配列しファンデルワールス力で結合して三角格
子中に緊密に充填された10乃至1,000本の単層カーボンナノチューブから形成さ
れた“ロープ」と名づけられるクラスターへ形成される傾向がある。この方法に
より産出されたナノチューブは、一つの構造が優勢となる傾向はあるが構造が変
動する。
【０００７】 本明細書に参照としてそのまま包含されるPCT特許出願第PCT/US98/04513号、
名称“単層カーボンナノチューブから形成した炭素繊維(Carbon Fibers Formed
from Single-Wall Carbon Nanotubes)”取り分け、単層カーボンナノチューブ、
ナノチューブロープ、ナノチューブ繊維及びナノチューブ装置の製造方法を開示
している。 単層カーボンナノチューブの製造方法が開示され、そこにおいて、
レーザービームは炭素と一種以上の第VI族又は第VIII族の遷移金属との混合物を
含む、混合物から本質的にから成る、或いは混合物から成る標的から材料を蒸発
させる。 該標的からの蒸気は単層カーボンナノチューブを主要素とするナノチ
ューブを形成し、そしてそのうち(10,10)チューブが主要素である。 本方法はま
た、ロープとしての即ちカーボンナノチューブが互いに平行に走っている配列を
した有意な量の単層カーボンナノチューブを産出する。 レーザー蒸発法はカー
ボンナノチューブのアーク放電法に対して遥かに有利に単層カーボンナノチュー
ブの成長条件が制御でき、レーザー蒸発法は高収率で且つより良質の単層カーボ
ンナノチューブを産出する。 レーザー蒸発法はまた、より長いナノチューブ及
びより長いロープの産出に用いられる。
【０００８】 本明細書に参照としてそのまま包含されるPCT特許出願第PCT/US99/25702号、
名称“単層カーボンナノチューブから形成した炭素繊維(“高圧一酸化炭素から
、単層カーボンナノチューブの気相製造法(Gas-phase process for production
of single-wall carbon nanotubes from high pressure CO)”、取り分け、単層
カーボンナノチューブ、ナノチューブロープ、ナノチューブ繊維及びナノチュー
ブ装置の製造方法を開示している。 この発明は、(例えば、約1000℃に)予備加
熱した高圧(例えば、30気圧)の一酸化炭素及び一酸化炭素中の分解温度未満に保
たれた触媒前駆体ガス[例えば、Fe(CO)5]を混合帯域へ供給する方法を含む。 こ
の混合帯域で触媒前駆体は、(1)その前駆体の分解、(2)適切な大きさの活性触媒
金属原子クラスターの形成及び(3)この触媒クラスター上での単層ナノチューブ
の順調な成長等を結果として生じる温度へ急速に加熱される。 好ましくは、該
触媒前駆体ガスを速やかに反応させ、僅かな大きな不活性触媒粒子の代わりに多
くの小さな活性触媒粒子を生成させることを可能とするために、触媒クラスター
核形成手段を使用する。 このような核形成手段は、主触媒よりも一層速くクラ
スターとなる補助金属前駆体を含むか、或いはクラスター形成が望まれる領域へ
正確に向けられた[例えば、パルス又はCW(連続発振)レーザーからの]追加エネル
ギー入力の付与によることを含む。 このような条件下で単層カーボンナノチュ
ーブは核形成し、ブトワード(Bouduard)反応に従って成長する。 このようにし
て形成された単層カーボンナノチューブは直接回収してもよく、或いはチューブ
が成長し続けてロープへ凝集する(例えば、1000℃の)高温に保たれた成長アニー
ル帯域を通過させて回収してもよい。
【０００９】 カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブのロープ及び、特に単層カーボ
ンナノチューブ及びそのロープは、ナノチューブの導電性と小さなサイズのため
に集積回路等のマイクロデバイス或いはコンピューターに使用される半導体チッ
プの電気コネクターの製造に有用である。 カーボンナノチューブは光周波のア
ンテナとして有用であり、そして走査トンネル顕微鏡(STM)及び原子間力顕微鏡(
AFM)に用いられている走査プローブ顕微鏡法用のプローブとして有用である。
カーボンナノチューブは電子電界放出エミッターとして有用であり、そして電極
材料として、特にリチウムイオン電池等の燃料電池及び電気化学的用途において
有用である。 カーボンナノチューブは自動車用タイヤのカーボンブッラクに代
わりに、或いはカーボンブッラクと共に用いることができる。 カーボンナノチ
ューブは、水添、改質及び分解等の工業及び化学工程において有用である。 そ
れらは機械的、電気的及び熱伝導性の物性を複合材料に与える複合材料の要素と
して有用である。
【００１０】 単層カーボンナノチューブのロープは金属性である。 即ち、比較的低抵抗で
電荷を伝導する。 例えば、導電性塗料又はポリマー塗料の添加剤として、或い
は走査トンネル顕微鏡(STM)のプローブ先端として有用である。発明の要約 本発明は、整列ナノチューブの巨視的材料及び物体及びそのような材料の創生
へ向けられている。本発明は、流体媒体に懸濁した単層カーボンナノチューブ(S
WNT)セグメントを整列させ、そして次に単層カーボンナノチューブの巨視的配列
単層カーボンナノチューブが形成されるように整列セグメントを懸濁液から取り
出すことを必要とする。
【００１１】 この材料及び物体は、顕微鏡の助けによらず見ることができる程大きいと言う
意味で“巨視的”であるか、或いはこのような物体の具体的な寸法を有する。こ
れらの巨視的に順序よく配置された単層カーボンナノチューブの材料及び物体は
ナノチューブを含み、その各々が同一方向に整列され、 至近の隣接チューブと
接触或いは直近まで近接しているために、単層カーボンナノチューブが微視的大
きさで示す顕著な物理的、電気的及び化学的物性を有する。単層カーボンナノチ
ューブの一つの順序よく配置された集成体はまた、より多くの且つより大きく順
序よく配置された集成体の成長用鋳型として役立つ。本発明は、整列した単層カ
ーボンナノチューブの巨視的材料及び物体を創生する最初に実現された手段を示
す。 導電性、熱伝導性、引張り強さ、圧縮強さ、耐破壊性等のこれらの材料及
び物体の特性が、その各々が物体中の単層カーボンナノチューブの配列方向に関
して測定された方向に依存するため、その素材及び物体は高度に異方性である。
例えば、該物体中の単層カーボンナノチューブに対して平行な熱伝導性は、該単
層カーボンナノチューブに対して垂直な方向の熱伝導性と本質的に異なる。 以
下において、物理的物性への言及は、異方性で且つ当業界で公知の方向依存性表
現で適切に記載されている量を言うものと了解される。
【００１２】 本発明の一態様に従って、何百万本の単層カーボンナノチューブを含有する単
一ストランドが提供される。 本発明の別の態様に従って、整列した単層カーボ
ンナノチューブより成る新規な材料が実現される。 この材料は、同一方向へ配
列され且つ膜の平面に存在する1平方センチメートル当たり約1014本の個々のナ
ノチューブを有する薄い[略1.5((m)の厚さの]膜である。 この“面内膜”は新規
な材料を意味し、カーボンナノチューブの巨視的に順序よく配置された集成体の
最初の例である。
【００１３】 本発明の別の態様に従って、整列方法が開示される。電場、磁場及びせん断流
場は単層カーボンナノチューブへ力を付与することが公知であって、液体中に懸
濁した単層カーボンナノチューブの整列を達成するために使用することができる
。 一方法は、典型的には200乃至1,000ナノメートル(nm)長の単層カーボンナノ
チューブの懸濁液へ磁場を印加することを含む。 磁場と単層カーボンナノチュ
ーブセグメントとの相互作用は、磁場に対して平行な方向へ個々のセグメントの
高度な整列を引き起こす。 該セグメントが整列すると、これらの整列した単層
カーボンナノチューブは、磁場により整列しながら、懸濁液から出されて凝集す
ることを可能とされるので、より大きい集成体が達成される。
【００１４】 ナノチューブセグメントは懸濁液から取り出されると、該チューブセグメント
は配列中で互いに付着しており、その配列中においては、チューブセグメントは
本質的に互いに平行で存在し、そして各チューブセグメントは至近の近接チュー
ブセグメントと接触している。 ナノチューブセグメントの小さく配置された構
造体へ自己集成するこの傾向は、数年前から知られている。 これらの小さい構
造体は、しばしば“ロープ”と呼ばれており、典型的には10乃至1,000本の個々
のチューブを含有する断面を有する。 ロープは勿論単層カーボンナノチューブ
の全ての製造方法において形成し、液体中の単層カーボンナノチューブセグメン
トの懸濁液をろ過或いは遠心分離した固体残留物中に現れる。
【００１５】 この単層カーボンナノチューブの“ロープ形成”は、衝突及びそれに続く個々
の単層カーボンナノチューブの相互作用において、個々の単層カーボンナノチュ
ーブと既に形成したロープとの間の相互作用において、或いはロープ間の相互作
用において起る。
【００１６】 “ロープ形成”は、単層カーボンナノチューブが非常に硬い分子であるために
起る。 単層カーボンナノチューブの裸の壁は、互いに強力なファンデルワール
ス引力を有し、このチューブは非常に容易に凝集する。 液体中に懸濁した単層
カーボンナノチューブは易動性で、周知の物理学の原理に矛盾しない方法で移動
する。 側面間に引力を有する二つのこのような物体が互いに出遭うとき、もし
それらが回転自由であるならば、最もエネルギー的に好ましい配置へ再配列し、
これは該二実在物間に最大の接触表面積が存在するような方法で共に横たわるも
のである。 硬い物体の側面間の力が引き合う限り、最高表面接触の条件は、系
の最低エネルギー条件である。 同様に、“ロープ”として凝集する個々のチュ
ーブセグメントは、該ロープの長軸で整列し、ロープ中の二つの他のチューブと
接触するように位置する。 ロープセグメントが凝集するとき、形成される構造
体のエネルギーが最小となるように、自身をより大きい断面を持つ単一ロープへ
と再配置する。
【００１７】 単層カーボンナノチューブの更に新規な物性は、その表面が原子規模で比較的
平滑であることであって、一つのチューブがその至近の隣接チューブに対して平
行な方向へ“滑動”する運動に対して殆ど抵抗を有しない。 このようにしてロ
ープが形成すると、その構成ナノチューブセグメントはエネルギーを最小とする
ように形成しつつあるロープの軸に対してそれらの平行な移動を更に再配置する
。 上に示した如く、このエネルギーの最少化は、隣接チューブ間の接触面積が
最大となりその結果露出チューブ表面積を最小とするときに起る。 この原理は
、ロープが形成すると、個々の単層カーボンナノチューブセグメントは、各セグ
メントの末端が本質的に同じ軸に沿って存在する至近の隣接チューブの末端の直
近まで接近して密に充填することを示している。 この個々のナノチューブセグ
メントが十分易動性であるならば、小さいロープが凝集してより大きなロープを
形成するとき、同類のエネルギーの最少化への再充填化が起り、より大きなロー
プが内部の空隙を最少とする最密充填されるのが確実となる。
【００１８】 明らかに、“ロープ化”は明白な単層カーボンナノチューブ又はロープの物理
的な相互作用に依存するので、“ロープ化”過程の速度はナノチューブ材料の局
部的濃度に依存する。 ナノチューブ材料の局部的濃度が増加すれば、ロープ化
は更に急速に進行する。 このロープ化過程の進行及び最終生成物は該ナノチュ
ーブの環境及びロープ化過程前及び過程中の環境の経歴を改質することにより制
御することができる。 本発明の重要な側面は、単層カーボンナノチューブを含
有する新規材料及び物体を産出するために単層カーボンナノチューブのロープ化
挙動を解明し且つ制御するための前記改質の手段を提供することである。
【００１９】 単層カーボンナノチューブは高度に異方性であり顕著な物理的物性を有する。 同様に、高度に配列した単層カーボンナノチューブで且つ全てが同一方向に配
置されたものを含有用する材料は、顕著な物性を有するである。 本発明は、こ
のような材料、このような材料の産出手段及びそれから作製した物体並びにこの
新規な組成物のいくつかの用途の最初の実現を提供する。
【００２０】 本発明は、先ず形成されたロープの直径が当業界公知のものを充分に超えて増
加している化学手段によりロープ化過程の改質を含む。この一層大きいロープ自
体は新規な材料及び物体を形成する。
【００２１】 個々の易動性チューブ又はロープセグメントが何らかの(電気的、磁的、せん
断等の)手段で整列させられるならば、“ロープ化”過程前又は過程中に整列ロ
ープを形成し、次いで相互に作用して更に大きなロープを形成する。 本発明の
一側面は、操作し得る巨視的な構造体及び材料を形成する一層大きな規模で自己
集成させうる個々のチューブセグメント又は“ロープ”の整列を行わせることで
ある。 本発明はまた、説明した方法の生成物により例示した高度に整列した単
層カーボンナノチューブの材料及び単層カーボンナノチューブのロープを含み、
また巨視的に順序よく配置されたナノチューブ材料及び物体の電気的、化学的、
機械的及び生化学的応用を含む。
【００２２】 本発明はまた、その規則配置により可能とされる方法での前記巨視的に順序よ
く配置されたナノチューブ材料及び物体の後処理を含む。 この後処理は、例え
ば、機械的特性、導電性、熱伝導性の改変及び電磁放射との相互作用により前記
材料及び物体の物性を高める。 このような後処理は、該巨視的に順序よく配置
された材料または物体をつくるナノチューブセグメントの末端または側面を接合
する方法及び技法を含む。
【００２３】 該配置された組成物自体は、該後処理を含む相互作用に必要な時間の間チュー
ブセグメントを相互作用させる相対的位置を維持することによりこのような後処
理を可能とする。 該順序よく配置された集成体は、明らかにその至近の隣接ナ
ノチューブの側面と接触する個々のナノチューブの側面を保持している。ナノチ
ューブセグメントが巨視的に順序よく配置された材料または物体を形成する過程
で凝集するとき、ナノチューブセグメントの有効な充填もまた隣接共線状のナノ
チューブの端部を互いに接触または至直近まで接近させるということはそれ程自
明ではない。 前記材料又は物体中のナノチューブセグメントの規則整列は、隣
接するナノチューブセグメントの端部を直近に保持し、そして後処理工程を可能
とする。
【００２４】 このような後処理の簡単な一例は、架橋誘発薬剤又はその薬剤の組合わせをチ
ューブが互いに平行な状態にあるとき、その側面間へ導入することである。 こ
のような薬剤は該順序よく配置よく配置された材料中に層挿入して隣接チューブ
を化学的に結合する化学薬剤及び放射線(光子、X線、(線及び/又は活性イオン、
電子又は中性子)と熱の組み合わせを含み、該放射線は規則正しいチューブ側壁
に転移を引き起こし、また該熱は一つのチューブの壁と一つの隣接チューブの壁
のとの間に結合を形成するチューブ側壁の再配置を可能とする。 前記架橋は、
せん断力、引張り強さ、靭性、電気伝導性及び熱伝導性を変えることにより該材
料または物体の物性を著しく変えるであろう。
【００２５】 このような後処理の別の例は、熱の適用であって、セグメントが実質的に共有
結合により結合させるように本質的に共線状に配列して当接するナノチューブの
端部がその化学的結合を再配置する仕方で巨視的に順序よく配置されたナノチュ
ーブ材料又は物体をアニールすることを含む。 巨視的に順序よく配置された材
料又は物体中の個々のセグメントをその端部で、或いは端部付近で行うこの“溶
接(welding together)”は、その材料の機械的物性、電気的物性及び熱的物性の
一つ以上の要素を変え且つ改良する。 例えば、チューブ軸に対して平行な方向
における物質の引張り強さ、導電性及び熱伝導性は全て該巨視的に順序よく配置
されたナノチューブ材料中の単層カーボンナノチューブセグメントを“溶接”す
ることにより増加する。 本発明により産出される該順序よく配置された材料は
多くの有用な形態を有する。 それらは固体物体、フィルム及び繊維として提示
される。 本明細書に開示されている単層カーボンナノチューブのこのユニーク
な“ロープ形成”挙動及びその挙動の制御により、単層カーボンナノチューブは
機械的且つ電気的に連続した希薄な網目構造体を形成することもできる。 これ
らの網目構造体は、それ自体で或いは複合材料の要素として、さもなくば電気絶
縁性物質及び構造体の中へ、或いは周囲への電子流を制御するための導電性重合
体及びフィルムを創生することを可能とする。
【００２６】 カーボンナノチューブの大きなロープ及び巨視的に順序よく配置された集成体
の産出を可能とする単層カーボンナノチューブの化学的操作方法が開示されるこ
とは本発明の技術的な利点である。
【００２７】 単層カーボンナノチューブ及びロープの磁気的操作方法が開示されることは本
発明の技術的な利点である。 カーボンナノチューブの巨視的に順序よく配置された集成体を産出する方法が
開示されることは本発明の技術的な利点である。
【００２８】 カーボンナノチューブの巨視的に順序よく配置された集成体の物性を改質し且
つ基本的に該集成体の構造により可能とされた該集成体を後処理する方法が開示
されることは本発明の技術的な利点である。
【００２９】 前記目的、それにより産出された組成物及び当業者に明らかな他の目的は、本
明細書に記載され、そして請求されている本発明により達成される。 該順序よく配置された集成体はまた、ナノチューブのより多くの且つより大き
な集成体の成長開始用基材としての使用において重要である。 ここにおいては
、該集成体を該チューブの軸方向に対して垂直な方向へ切断する。 次いで露出
した表面を清浄にし、そして電気化学的研磨又は表面科学の分野における当業者
に公知の他の手段を使用して均一にする。 遷移金属触媒を開口チューブ末端或
いはその付近に置く。 該触媒は、公知の方法により析出させた金属の形態であ
るか、或いは該開口末端に通じて結合できる付着した化学的部分を有する前以っ
て形成しておいた金属クラスターである。 次いでこの集成体を成長環境へ晒す
。このような一つの環境は、略1,000℃の温度のおける30気圧の一酸化炭素であ
る。 該触媒金属は高められた温度では易動性になり開口末端で小さなクラスタ
ーを形成し、そして個々のチューブは原基材の配列と同一種類のチューブ直径及
び間隔の規則配列で成長し始める。 この処理により、現在産出し得る他の如何
なるものよりも一桁強力な繊維、ケーブル、構造材料の集成体が可能となる。
これらの材料は、I-ビーム、複合構造体、電極、電池の構造及び/または能動部
品、外装及び他の保護材料、温度管理構造体又は装置及びそれに当たる電磁放射
線を反射、吸収又は改変する構造物或いは装置等の構造部品を製造するために使
用することができる。
【００３０】 本発明の方法は、更にナノチューブを成長するための、特に追加の巨視的に順
序よく配置されたナノチューブ材料及び構造体を成長させるるための“種配列”
の集成の何れをも基本的に可能としている。好ましい態様の詳細な説明 炭素は、正にその本質により、高温蒸気から自己集合して完全な回転楕円体の
閉鎖かご体(そのC60が原型となるが)を形成する傾向を有するのみならず（遷移
金属の助けにより）集合して両端部を半フラーレンドームで完全に封鎖しうる完
全な単層円筒状のチューブとなる傾向を有する。 炭素の一次的単結晶と考えら
れうるこれらのチューブは真のフラーレン分子である。
【００３１】 本発明は、いくつかの手段による単層カーボンナノチューブの整列とこれらの
整列したナノチューブを単層カーボンナノチューブを含有する巨視的に順序よく
配置された集成体へ集成することを含む。単層カーボンナノチューブ類は、裸の
又は誘導体化したチューブ壁間の化学力、電場、磁場及びせん断流場に応答して
長さ方向に配列することが判明した。本発明は、単層カーボンナノチューブの必
要な整列がこの種の力の各々により供せられる巨視的に順序よく配置された配列
ナノチューブ材料及び物体の創生を含む。好ましい態様は、整列用の磁場の使用
を含み、本発明において詳細に記載される。
【００３２】 図1(a)を参照して、磁場の方向において長さ方向に配列した常磁性単層カーボ
ンナノチューブは安定である。図1(b)において、磁場に対して垂直な長さを有す
る反磁性単層カーボンナノチューブは不安定であって、もし自由に動くことがで
きれば該磁場にに対して平行に自身をも配列させるであろう。 常磁性及び反磁
性単層カーボンナノチューブの磁化率対磁場に対する単層カーボンナノチューブ
の角度のグラフを図1(c)に提供する。 金属的[(n,m)であって、ここにおいて 2n
＋m＝3q でqは整数]チューブは常磁性で、その常磁性磁化率は磁場がそのチュー
ブ軸に対して平行に整列したとき最高となる。金属的でない単層カーボンナノチ
ューブは半導性であり、これらの半導性チューブは反磁性である。 この反磁性
チューブは該チューブがその周辺の磁場に対して垂直に配列するとき、その最も
負の反磁性磁化率を有し、これは磁場における反磁性チューブの最低エネルギー
整列も磁場軸に平行であることを示している。 ナノチューブは高度に電気的に
分極化化しうるものであって、電場により配列するのことができるが、電場とは
異なり磁場は易動性電荷により遮断されないので相対的に容易に殆どの材料へ侵
入するため、磁場による配列が特に有用である。 J.P. Lu,“ カーボンナノチュ
ーブの新規な磁性特性(Novel Magnetic Properties of Carbon Nanotubes)”, P
hy. Rev. Let. 第74巻, 第1123頁 (1995年); 及びH. Ajiki 及びT. Ando,“ カ
ーボンナノチューブの電磁特性(Magnetic Properties of Carbon Nanotubes)”,
J. Phys. Soc. Jpn., 第62巻, 第2470頁 (1993年)]を参照。 この両文献はここ
に参照としてそのまま包含される。
【００３３】 磁場における単層カーボンナノチューブの整列エネルギー(ΔU)は、単層カー
ボンナノチューブセグメントが磁場Bに対して平行に整列している配置と磁場Bに
対して垂直に整列している配置との間のエネルギー差である。 個々の単層カー
ボンナノチューブセグメントが磁場Bの方向に対して実質的に平均した整列を有
するためには、該磁場に対して垂直な方向における単層カーボンナノチューブセ
グメントの回転と関連して、整列エネルギーΔUは熱エネルギー kT(Tは絶対温度
であり、kはボルツマン定数)よりも大きくなければならない。 整列エネルギー
ΔUは、該チューブの全質量、そのチューブの磁化率及び該磁場の値と共に増加
する。 所与の温度で磁場の強さが低い場合、或いは単層カーボンナノチューブ
が短い場合、その熱運動がチューブセグメントの運動を決定し、単層カーボンナ
ノチューブの整列はより少なくなる。 もし大きな磁場、或いは長い単層カーボ
ンナノチューブが存在すれば、単層カーボンナノチューブの整列は良好とる。
典型的には、5 kT未満の整列エネルギー(ΔU)に対しては、有意の単層カーボン
ナノチューブ整列は存在しない。 しかし、たとえ50 kTのエネルギー(ΔU)にお
いても、 磁場の方向からの平均単層カーボンナノチューブ配列にける差は、約
±15(にすぎない。 同様に、ナノチューブの短い“ロープ”[“金属的なカーボ
ンナノチューブの結晶性ロープ(Crystalline Ropes of Metallic Carbon Nanotu
bes) ”,A. Thess, R. Lee, P. Nikolaev, H.J. Dai, P. Petit, J. Robert, C.
H. Xu, Y.H. Lee, S.G. Kim, A.G. Rinzler, D.T.Colbert, G.E. Scuseria, D.
Tomanek, J.E. Fischer 及び R.E. Smalley, Science, 第273巻, 第483頁 (1996
年)]等の軸が平行であるナノチューブの凝集体もまた磁場または電場により配列
される。 しかし、該試料が懸濁ロープを含む場合、整列エネルギーΔUが磁場に
より整列した線状物体の全質量とともに増加するため、磁場が特に有効である。
【００３４】 磁界は、典型的には永久磁石、電磁石、超伝導電磁石又は一般的な導体構造体
を流れる電流により展開される。 個々のナノチューブ又はナノチューブロープ
セグメントの整列を達成するための必要な磁場の強さは、取り分け単層カーボン
ナノチューブ又はロープセグメントの長さ及び特質を含む要因に依存する。 上
で検討したごとく、整列エネルギーΔUは質量に依存し、短い単層カーボンナノ
チューブの整列には単層カーボンナノチューブのより長いチューブ又はロープの
整列よりも一層強力な磁場を必要とする。 例えば、300nmの長さの(10,10)単層
カーボンナノチューブに対しては、5kTの整列エネルギーΔUを達成して整列を起
こさせるために15.3テスラ(T)の磁場を使用しなければならない。 しかし、直径
10nm(約50本の単層カーボンナノチューブ)で長さ3(mの単層カーボンナノチュー
ブに対しては、0.68Tの磁場を使用しなければならない。
【００３５】 個々の懸濁易動性単層カーボンナノチューブが一旦磁場中で整列すると、整列
した単層カーボンナノチューブは十分に高い単層カーボンナノチューブ濃度で束
となって集まり、そして整列した単層カーボンナノチューブのロープを形成し、
ロープは集まって一層大きな直径のロープを形成する。 懸濁液中の単層カーボ
ンナノチューブ又はロープの整列は図2に示した装置等の装置を用いて検知する
ことができる。 図2を参照すると、装置200はレーザー202、半波長板204、直角
プリズム206, 208, 212及び214、キュベット210、磁石216、フォトダイオード21
8及び計器222を含む。 キュベット210は溶媒ジメチルホルムアミド中に懸濁した
単層カーボンナノチューブセグメントを含有している。 磁石216は、キュベット
210中の該単層カーボンナノチューブが晒される磁場を作り出す。 磁石216は永
久磁石、電磁石或いは超伝導電磁石であってもよい。 一態様において、磁石216
により作り出される磁場の強度は可変性であってもよい。
【００３６】 単層カーボンナノチューブセグメント及びロープの整列を測定するために、[
ヘリウムーネオン(HeNe)レーザー等の]レーザー202が偏光ビームを作り出し、こ
れが半波長板204を通過する。 レーザービームに対して平行な軸の周りをこの半
波長板が回転すると、半波長板から出射するビームの偏光ベクターの配列を回転
する。 このように、半波長板の配列を選択することにより磁場220に関してビー
ムの偏光の配列を特定する。 反射後、レーザービームはキュベット210の懸濁液
中を通過してフォダイオード218へ反射し、そこにおいてフォダイオード218に到
達するレーザー光の量が磁場方向に関してその光偏光方向の関数として測定され
る。
【００３７】 フォトダイオード218に到達するレーザー光信号はレーザー光偏光が磁場に対
して垂直であるとき最大であり、該レーザー偏光が磁場に対して平行であるとき
最小である。 この偏光を有するレーザー光透過の変化はより大きな磁場で明ら
かに一層際立つ。 個々の単層カーボンナノチューブセグメント及びロープの線
状構造は、その偏光の散乱が、それらの軸と入射光の偏光ベクターとの間の角の
関数であることを確実にする。 偏光方向の関数としての試料の透過の観察され
た変化と磁場の双方は単層カーボンナノチューブが強力な磁場において高度に整
列してくることを示している。
【００３８】 もし、単層カーボンナノチューブ及びロープが懸濁したままであるならば、磁
場を一旦取り除くと、ランダムな配列へ戻る。 単層カーボンナノチューブ及び
ロープを巨視的に順序よく配置された構造体へ自己集成させることのできるいく
つかの方法及び装置を開示する。 1. 方法 ａ. 単層カーボンナノチューブの発煙硫酸による処理と整列繊維の押出し (直径5nm未満の)小さな直径の単層カーボンナノチューブを高温で熱発煙硫酸
へ長時間晒すと断面に略10,000本のチューブを有する超ロープが産出されるのを
示した。 この硫酸から取り出したロープ化単層カーボンナノチューブを(紫外、
可視及びラマン)光分光で検討することにより、そのナノチューブの化学状態を
永久に変えることなくこのロープ形成が起ることが示される。 以前に観察され
た単層カーボンナノチューブのロープ材料は典型的にはロープ中に100乃至1000
本のチューブを有し、そしてこのようなナノチューブの懸濁液はフィルターから
容易に剥離することのできるペーパーを簡単に作り出す。[“単層カーボンナノ
チューブの大規模精製: 方法、生成物及び特性決定 (Large-scale purification
of single-wall carbon nanotubes: process, product and characterization)
”, A G. Rinzler, J. Liu, H. Dai, P. Nikolaev, C.B. Huffmann, Rodriguez-
Macias, P.J. Boul, A.H. Lu, D. Heymann, D.T. Colbert, R.S. Lee, J.E. Fis
cher, A.M. Rao, P.C. Ekulund及びR.E. Smalley, Applied Physics A, 第67巻,
第29頁(1998年)]。
【００３９】 発煙硫酸処理単層カーボンナノチューブ材料を懸濁液から取り出し、ろ過乾燥
すると、直径0.1mmの非常に大きなロープが観察される。 ロープの硫酸インタカ
レーション(層挿入)及び単層カーボンナノチューブセグメント及びロープの側壁
のプロトン附加が、層挿入硫酸とのそれらの相互作用により起る。 該挿入物は
懸濁液中の単層カーボンナノチューブセグメントを物理的に分離し、その側壁の
プロトン附加が隣接単層カーボンナノチューブ及びロープの壁間の引き合うファ
ンデルワールス力を緩和する。 両効果が個々の単層カーボンナノチューブセグ
メント、小ロープ及びロープ中の構成単層カーボンナノチューブセグメントの易
動度を増加させる。 “ロープ形成”過程中に、この増加した易動度が、図15に
示すようにミクロン寸法の断片である単層カーボンナノチューブの規則“超ロー
プ”の形成を可能する。
【００４０】 図15に示すろ過ケーク[バッキーペーパー(buckypaper)]を製造するために、40
0mgの高圧一酸化炭素法[“一酸化炭素からの単層カーボンナノチューブの気相接
触成長 (Gas-Phase Catalytic Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes fro
m Carbon Monoxide”), P. Nikolaev, M.J. Bronikowski, R.K. Bradley, F. Ro
hmund, D.T.Colbert, K.A. Smith及び R.E. Smalley, Chemical Physics Letter
s, 第313巻, 第91頁(1999年)]により製造したままの単層カーボンナノチューブ
を冷却器及び電磁攪拌機を備えた250 mlの丸底フラスコへ加えた。 (125 ml,SO3 不含、27乃至33%の濃度の) 発煙硫酸を該フラスコへ加え、そして攪拌した。 攪
拌終了後、ペーストは濃厚で、室温では攪拌困難となった。 次いでこのペース
トを90℃まで加熱し、そして48時間攪拌した。 フラスコ中の冷却した内容物を
激しく攪拌しながら氷浴で冷却したエーテル(500ml)へ滴状添加した。 このまま
15分間保ち、次いでポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のろ紙(0.5ミクロン)で
ろ過した。 再び単層カーボンナノチューブをアセトニトリル/エーテル(50:50,
250ml)中に懸濁させ、15分間超音波により分散させ、そしてろ過により回収した
。 このように発煙硫酸処理した単層カーボンナノチューブ材料は図15に示す極
めて丈夫な、輪郭を有するろ過紙を形成する。 グラファイトに層挿入する他の
酸も超ロープの形成を容易なものとする。
【００４１】 熱発煙硫酸中での単層カーボンナノチューブ及びロープの運動を容易なものと
することにより、高度に整列した単層カーボンナノチューブ繊維及び膜を創出す
。 例えば、高磁場中で起るような整列をさせるような力の存在下で大きなロー
プを成長させると、その磁場の存在下で形成される繊維及び膜中で単層カーボン
ナノチューブは一層良好な整列となる。。
【００４２】 発煙硫酸中の高濃度の単層カーボンナノチューブ(ペースト)をオリフィスから
水中へから押し出すと、発煙硫酸は急激に水に溶解して単層カーボンナノチュー
ブ材料の良好に形成した繊維が後に残る。 押出し工程中のせん断力が単層カー
ボンナノチューブを配列させ、そして繊維軸に対する単層カーボンナノチューブ
の配列が偏光ラマン分光法による分析により観察される。 水中へ押出した後の
繊維を図16に示す。 b. 磁場を印加し、塩化マグネシウム(MgCl2)を添加する 本発明の別の態様に従って、(長さ約100乃至1000nmの)単層カーボンナノチュ
ーブセグメントを全てのチューブが実質的に整列する配列へ集成する方法を開示
する。 これらの配列は、膜の平面に対して垂直に配列した実質的に整列した単
層カーボンナノチューブの薄膜の形態を取ることが出来るか、或いは膜の平面に
面中に存在する軸を有する平行な単層カーボンナノチューブセグメントの形態を
取ることが出来る。 裸の及び化学誘導体化単層カーボンナノチューブの何れの
物性も単層カーボンナノチューブを磁場中で高度に整列させることが出来る。 (
この誘導体化は、原子及び分子のナノチューブの側面及び/又は末端への共有結
合によるものであるか、或いは単層カーボンナノチューブの側壁との相互作用重
合体により与えられる非共有的なものである)。 この高い整列度が、膜の平面に
対して垂直に配列した実質的に平行なチューブの両薄膜の集成を行う方法を著し
く単純化し、そして平行チューブの繊維の形成を著しく容易なものとする。
【００４３】 本発明の一態様による方法は下記を含む。 最初に、懸濁剤中の単層カーボン
ナノチューブの懸濁液を提供する。 ジメチルホルムアミド(DMF)が好ましい懸濁
剤の一例であり、その中にナノチューブが単位長当たりの公知の電荷を有するコ
ロイド粒子として懸濁する。 一態様において、約20乃至30ミリグラム/リットル
(mg/l)の単層カーボンナノチューブが溶液中に存在する。
【００４４】 別の適切な懸濁剤は水-Triton X溶液である。 単層カーボンナノチューブの懸
濁液は、単層カーボンナノチューブ材料を該溶液に添加し、安定な懸濁液が達成
されるまで該混合物を超音波で分散させることにより達成される。 次いで、こ
の単層カーボンナノチューブ懸濁液を磁場中に置き、そこで単層カーボンナノチ
ューブは上に検討したごとく実質的に整列する。
【００４５】 磁場は、強度が約0.5Tから30Tまでの範囲にある。 一態様において、この磁場
は約25Tの大きさを有する。 イオン塩を添加することによりコロイド懸濁液の安定性を変える。 一態様に
おいて、塩化マグネシウム(MgCl2)を懸濁液へ添加してイオン(Mg+2及びCl-)を加
え、これらのイオンは該溶液の単層カーボンナノチューブを懸濁させる能力を減
少させる。 単層カーボンナノチューブセグメントは該懸濁液から“塩析”する
ので、単層カーボンナノチューブセグメントの規則正しい“ロープ形成”を可能
とするために、この塩化マグネシウムを該懸濁液へ徐々に与える。 コロイド懸
濁液への電解質添加による凝固方法は、コロイド分野の当業者によく知られてい
る。 一旦溶液から出ると、単層カーボンナノチューブは容器の底へ沈殿し、次
いで容器から収集することができる。
【００４６】 整列した単層カーボンナノチューブは、“ロープ”としても知られている整列
した単層カーボンナノチューブの束を形成することもできる。 単層カーボンナ
ノチューブが束へ加えられると、その束は一層重くなり、容器の底へ下降する。
【００４７】 別の態様において、懸濁剤の整列した単層カーボンナノチューブを懸濁させる
能力を変えるために、電極が設けられる。 上と同様にして、単層カーボンナノ
チューブを磁場中で整列させ、次いで電流を(懸濁液に浸漬した電極から)懸濁液
中へ通して懸濁剤のチューブを懸濁させる能力を減少させる。 整列チューブセ
グメントは懸濁液から出てくるとき、磁場により整列した状態に留まり、そして
該順序よく配置された構造体へ集成する。 c. ろ過方法 本発明の別の態様に従って、懸濁液中で整列したナノチュ−ブの該順序よく配
置された集成体を、それが磁場中に留まる間に単層カーボンナノチューブの懸濁
液をろ過することにより産出することができる。 単層カーボンナノチューブを(
Triton-X及び水等の)適切な溶液中に懸濁させる。 次いでこの単層カーボンナノ
チューブを磁場中へ押し流し、この磁場中で上に検討した如く単層カーボンナノ
チューブは実質的に整列する。 この単層カーボンナノチューブは、移動する溶
液中に懸濁されて、磁場の影響下を流れ続けるので、溶液流の方向へ移動し続け
る。 この単層カーボンナノチューブは 次いで磁場中に在って整列した単層カー
ボンナノチューブが通過することのできない大きさの細孔を有するシリンジフィ
ルター等の篩要素上に捕捉される。 溶液が流れ続けるとき、更に整列した単層
カーボンナノチューブがこの篩要素に“溜り(build)”続け、そして整列した単
層カーボンナノチューブ材料を形成する。
【００４８】 この整列した単層カーボンナノチューブ材料は、更に(イソプロピルアルコー
ル等の)好ましい溶剤で洗浄処理され、次いで乾燥される。整列した単層カーボ
ンナノチューブの膜は次いで篩要素がら取り除かれる。 この洗浄乾燥工程によ
り懸濁剤を除去し、そして該単層カーボンナノチューブを互いに緊密接触させて
平行チューブ間の強力なファンデルワールス接触を確立する。平行チューブ間の
ファンデルワールス接触の一層の規則化及び確立は、該膜を不活性雰囲気中200
℃乃至1300℃、最も好ましくは900℃乃至1200℃の温度でアニールすることによ
り達成される。 厚さ１ミクロンで面積が1平方センチメートルを超え、同一方向
に整列した殆ど単層カーボンナノチューブのみから成る膜がこの方法により産出
された。 このような方法で産出された膜の一例が図3に与えらている。
【００４９】 一態様において、この膜を単層カーボンナノチューブセグメントの末端が露出
するようにその側面の向きを変えることができる。 別の態様において、膜は、
チューブが形成された表面の平面に配列したチューブでその側面を保つことがで
きる。 次いでこの膜をチューブ整列方向に対して垂直な方向の折り目を持って
一回以上折り曲げて一層厚い膜を形成することができる。 膜を単層カーボンナ
ノチューブセグメント軸に対して垂直な方向に切断し、開放端の規則正しい表面
を(例えば、電解研磨により)与えるように処理し、そして開放端上又は開放端付
近に遷移金属触媒を析出させる方法において、この個々の膜又は多層膜は、単層
カーボンナノチューブ巨視的に順序よく配置された集成体を更に成長させるため
の鋳型として役立つ。 触媒を有する切断リボンを更に処理するすることにより
、開放チューブ端上に活性触媒を形成し、そして適切な炭素含有原料(例えば、
一酸化炭素)へ適切な温度及び圧力(約800℃乃至1200℃、1乃至100気圧)で晒し、
この晒したチューブ端の成長を再開することが可能となる。 この方法において
、単層カーボンナノチューブのより大きな巨視的に順序よく配置された集成体が
成長する。 成長した集成体中の個々の各チューブはそこから出発したチューブ
と同一直径及びチューブ種を有するが、成長した集成体中のチューブは鋳型中の
チューブとは異なり、短いセグメントではなく連続するものとなる。 d. 金上での三次元単層カーボンナノチューブの形成 一態様において、磁気整列誘導体化単層カーボンナノチューブを金基材上に集
成する。 一態様において、単層カーボンナノチューブセグメントをその末端を
アルカンチオールで誘導体化し、チオールの硫黄含有基が単層カーボンナノチュ
ーブに付着する端部と反対のアルカン鎖の末端に存在するようにする。 この硫
黄原子は容易に金基材に付着してそこで該チューブに定着する。この誘導体化方
法及びその様に誘導体化したチューブの金基材への付着能力は公知である[“フ
ラーレンパイプ（Fullerene Pipes）”, J. Liu, A. Rinzler, H. Dai, J. Hafn
er, R. Bradley, A. Lu, K. Shelimov, C. Huffman, F. Rodriguez-Macias, P.
Boul, T. Iverson, D.T. Colbert及びR.E. Smalley, Science, 第280巻, 第1253
頁 (1998年) を参照]。 ここにおける発明は、誘導体化剤と共にチューブの作用
により誘導体化チューブを整列させ、そして該順序よく配置された集成体を形成
するものである。
【００５０】 一態様において、アルカンチオール類で末端誘導体化した単層カーボンナノチ
ューブは、金基材上で単層を形成する。 この自己集成化単層は、チオール誘導
体化単層カーボンナノチューブの懸濁液及び磁場に対して垂直な面を持つ金基材
を含む磁場において形成する。 この誘導体化単層カーボンナノチューブは、チ
ューブ軸が金表面に対して垂直になるように磁場により整列し、懸濁液中でのチ
ューブの拡散は、最終的に該チオール誘導体をこの金と接触させ、それによりチ
ューブセグメントがチオールと金表面との化学的相互作用により金に定着する蓋
然性が存在する。 この間引き続いて、本質的に金表面に対して垂直で、そして
その一端で金表面に付着している単層カーボンナノチューブセグメントの自己集
成単層から成る“釘床(bed of nails)”膜が形成される。 磁場は、該膜の形成
中、単層カーボンナノチューブセグメントの整列を維持する際の決定的な要因で
ある。 整列した膜は、形成後磁場から取り出される。
【００５１】 他の態様において、単層カーボンナノチューブをジメチルホルムアミド、水及
びTriton-X等の界面活性剤中に懸濁させる。 単層カーボンナノチューブの水懸
濁液もまたチューブの周囲を包むL-Dペプチド鎖のような部分又はポリスチレン
等の重合体を使用する単層カーボンナノチューブの非共有誘導体化により可能と
のなる。 このような非共有誘導体化は、本質的に単層カーボンナノチューブの
電子的又は磁気的特質を少しも乱さず、単層カーボンナノチューブを容易に磁場
により配列させる。 しかし、これらの“超界面活性剤”は単層カーボンナノチ
ューブの側壁間の引力を減少させ、そして他の界面活性剤よりも遥かに濃厚な単
層カーボンナノチューブの懸濁液を可能とし、結果として単層カーボンナノチュ
ーブの該順序よく配置された集成体の集成化を容易なものとする。 この容易さ
は、部分的にはチューブ間の引力の減少によるものであり、また部分的には一チ
ューブに存在する前記“超界面活性剤”と別のチューブに存在する“超界面活性
剤”との間の力によるものである。 e. 三次元構造体の形成 場−整列した単層カーボンナノチューブをチューブが実質的に互いに平行に整
列した三次元構造体へ集成させることができる。 図14(a)乃至(f)は、本発明の
いくつかの実施態様によるこのような構造体の透過電子顕微鏡像である。 図4(f
)は、50ミクロン直径の金線(尺度として、この線材は人間の毛髪と略同じ厚みで
ある)上の20ミクロン厚の整列構造を示す。 この構造体の断面は、約108本の整
列した単層カーボンナノチューブを含有している。
【００５２】 一態様において、該三次元構造体は、平行単層カーボンナノチューブを含有す
る繊維でありうる。 その様な構造体の一例を図4(a)及び図16に示す。 この三次元構造体の形成はチューブの化学処理により更に可能とされる。 こ
の化学処理は、ナノチューブ化学の当業者に公知の側壁誘導体化又は末端誘導体
化等の化学処理を含む。 [“単層カーボンナノチューブのフッ素化 (Fluorinati
on of Single Wall Carbon Nanotubes)”, E.T. Mickelson, C.B. Huffmann, A.
G. Ringler, R.E.Smalley及びR.H. Hague, Chem. Phys, Lett, Letters, 第296
巻, 第188頁 (1998年);“バッキーチューブの可逆的な側壁の機能化(Reversible
Sidewall Functionalization of Buckytubes )”, P. Boul, J.Liu, E. Mickel
son, C. Huffman, L. Ericson, I.Chian, K.Smith, D.T. Colbert, R. Hague, J
. Magrave及び R.E.Smalley, Chem. Phys, Lett, Chemical Physics, Letters,
第310巻, 第367頁 (1999年)参照]。 これらの発明は、チューブを化学処理する
こにより化学力のみの影響下で該チューブが巨視的に順序よく配置された構造体
へ自己集成することを可能とすること及び化学処理により整列ナノチューブの巨
視的三次元構造の形成を可能とする磁場及び稠密流の場での単層カーボンナノチ
ューブの整列を容易なものとする懸濁液中のより高い濃度の単層カーボンナノチ
ューブの使用を可能とすることを含む。
【００５３】 三次元構造体の別の態様は、膜の平面に対して垂直に配列した実質的に平行な
単層カーボンナノチューブの膜を含み、この膜は上記したごとく大きな三次元構
造体の成長用鋳型として使用される。
【００５４】 誘導体化剤の作用により得られた三次元構造体の別の態様は、単層カーボンナ
ノチューブの末端が異なる誘導体化剤を用いて側部一末端でのみ或いは異なる化
合物を用いて両端で選択的に誘導体化を行うものである。 末端誘導体化が疎水
性で且つ側部他端誘動体化が親水性であれば、このようなチューブは水面で（ラ
ングミュア-プロジェット膜のような）自己集成単層を形成する。 このように誘
導体化は、特に液体媒体の界面での三次元規則物体及び構造体の形成を可能とす
るよう方法においては、単層カーボンナノチューブと溶媒との相互作用に影響を
与える。 単層カーボンナノチューブをこの方法で異なる液体間の界面で濃縮で
きるときは、その整列を行う際に電場が特に有効である。これは、導電性溶液中
で強電場が、一般的には異なる構成成分間の、或いは溶液と電極との界面にのみ
存在するからである。
【００５５】 溶媒の蒸発による結晶化は、高度配列熱分解グラファイト(HOPG)上で単層カー
ボンナノチューブを配列させるために使用することができる。 これは、熱分解
グラファイト表面上での単層カーボンナノチューブの整列が表面構造と合致する
場合、実験的に示されている。 同様に、単層カーボンナノチューブセグメント
の巨視的に順序よく配置された構造体は、懸濁剤の蒸発により懸濁液からの単層
カーボンナノチューブの結晶化により形成される。
【００５６】 液体中の電場により大きな分子又は粒子のコロイド状懸濁液、或いは溶液の操
作はいくつかの電気泳動技法の基礎である。 発明性は、配列単層カーボンナノ
チューブの巨視的物体を創生するために、磁場中で或いは磁場の不存在下で電場
の操作を用いることにある。 ここにおける電場は、単層カーボンナノチューブ
セグメントの集成を行う装置の特定の領域で、単層カーボンナノチューブを互い
に一層緊密となるように緩やかに移動させるために使用する。 f. 固体中への単層カーボンナノチューブの懸濁 本発明の一態様によると、該単層カーボンナノチューブを固体中に重合体/ゾ
ル−ゲル操作により懸濁させることができる。 最初に、単層カーボンナノチュ
ーブをその液体状態で重合体/ゾル−ゲル材料中に懸濁させ、次いで磁場中で整
列させるか、或いはもし該重合体/ゾル−ゲル材料が充分粘稠であれば、繊維が
形成され延伸されるとき起るせん断力が、繊維の延伸方向において単層カーボン
ナノチューブ及びロープを整列させるために役立つ該重合体ゲル材料から、繊維
を紡糸延伸する伝統的な方法によりこの整列が得られる。 次いで単層カーボン
ナノチューブを囲む材料は固体へ変換され、整列した単層カーボンナノチューブ
を母材中に“捕捉する”。 得られた母材は単層カーボンナノチューブを含む巨
視的に順序よく配置された材料であってそれ自体有用である。 この他と区別で
き組成物は、単層カーボンナノチューブの規則巨視的物体への中間段階にあり、
それ自体繊維として、また新規な機械的、電子的及び熱的特性を有する複合材料
として有用である。 この規則単層カーボンナノチューブ−母材複合物は、更に(
熱又は化学的手段のいづれかによる)後処理を受けて該母材材料を除去し、更に
単層カーボンナノチューブの“ロープ形成”を行う結果となりナノチューブのみ
を含有する巨視的に順序よく配置された単層カーボンナノチューブを産出する。
【００５７】 同様に、この後処理は母材を配列ナノチューブを配合した複合材料として有用
な別の形態へ変換することができる。 この固体材料は当業者に公知の方法で複
合材料として使用することができる。 例えば、得られる複合材料の強度及び靭
性を増加させるために、該材料を単層カーボンナノチューブを90度の偏りを持た
せて重ねることができる。
【００５８】 同様に、使用母材が上記方法による単層カーボンナノチューブを整列させるア
ルミ等の金属であってもよい。 磁気整列は、該金属が溶融しているときにのみ
達成されるが、粘稠な力による整列は該金属が固化した後においても得ることが
できる。 この金属は、純金属の物性と比較して改良された靭性、増加した破損
歪み、改質された熱的及び導電特性等の望ましい物性を有する整列した単層カー
ボンナノチューブの配合された複合材料を形成する。 酸食刻、加熱等の当業者
に公知の手段により該金属母材を除去することにより規則単層カーボンナノチュ
ーブが産出する結果となる。 g. 単層カーボンナノチューブ集成体の熱アニール 別の態様において、規則構造体及び“ロープ”を更に処理して本質的に共線状
に配列して当接する単層カーボンナノチューブセグメントの末端を結合させる。
【００５９】 整列した単層カーボンナノチューブを含有する混合物を略300℃に加熱又はアニ
ールする方法において、混合物中の揮発物は蒸発する。 単層ナノチューブは溶
液環境で移動し易く、それらは一般的に異なるへリシティー又はキラリティーを
有するため、長さ方向に滑動するチューブに対する抵抗が低い。 他の場所で記
載したごとく、チューブは磁場に対して平行な最少エネルギー状態で沈降する傾
向がある。 このように整列し、互いに付着しながら懸濁液から出される単層ナ
ノチューブはロープとなり、該ロープ中では末端が末端に隣接する個々の単層ナ
ノチューブの末端の多くは、接触しそうであるか或いは殆ど接触している。 更
に処理してロープを300℃乃至1500℃、最も好ましくは900℃乃至1300℃の温度に
晒すことにより規則集成体中でこのようなセグメントを単一チューブに組入れる
。 隣接する半球状のフラーレン末端キャップは、セグメントが実質的に共有結
合により結合するようにそれらの化学結合を再配列させ二つの隣接するチューブ
から一つのチューブを“溶接(welding together)”するか、或いは近接して形成
する。 充填整列単層ナノチューブは異なるキラリティー及び直径ににも拘わら
ず“溶接”或いは結合させることができる。 この方法の有効性は、磁気軸に沿
う導電性の変化及び軸に沿う弾性及引張り強さの挙動の変化を検討することによ
り証明されることで示されている。
【００６０】 替わる態様において、末端隣接単層ナノチューブを他の処理により二つのセグ
メントを同様に結合して一本のより長いチューブにする。 本発明はこのように
熱処理、エネルギー粒子放射線処理、電子ビーム衝撃及び水素(H2)の存在下での
加熱処理へと拡大する。 2.装置類 a.ろ過装置 図5を参照して、整列した単層カーボンナノチューブの膜を製造する装置を提
供する。 装置500は懸濁単層カーボンナノチューブ源504及び溶剤源506を含む。
単層カーボンナノチューブ及び/又は単層カーボンナノチューブのロープをジメ
チルホルムアミド等の適切な懸濁溶媒中に懸濁する。 溶媒506は水-Triton-X溶
液である。 高圧ガス源502(約2乃至3気圧)は単層カーボンナノチューブ及び溶媒
を流入口508で混合させ、そして槽510へ入れるために設ける。
【００６１】 別の態様において、懸濁単層カーボンナノチューブ及び/又は単層カーボンナ
ノチューブのロープを出口518へ向けて移動させるために、高圧ガス源の代わり
に真空が使用される。
【００６２】 10乃至50ミリグラム/リットルの濃度でTriton-X及び水等の懸濁剤中に懸濁し
た単層カーボンナノチューブは毎時約100ミリリットル乃至約1ミリリットルの速
度で流れる。
【００６３】 懸濁単層カーボンナノチューブは出口518に向けて押しやられるので磁場512中
を通過する。 磁場512用の種々の源が提供される。 一態様において、超伝導電
磁石が使用される。 別の態様において、電磁石が使用される。 別の態様におい
て、永久磁石が使用される。 他の適切な磁場源を使用してもよい。
【００６４】 磁源により作り出される磁場は好ましくは少なくとも0.5Tである。 一態様に
おいて、磁場は25Tの磁場強度を有する。 別の態様において、磁場512の強度及
び/又配向は経時的に変化してもよい。
【００６５】 一態様において、電場が与えられる。 この電場は磁場に加えて或いは代わり
に与えられる。 電場は任意の適切な電場源により与えられる。この態様の変形
において、電場は単層カーボンナノチューブが選別要素514に向けて移動するの
を助ける。
【００６６】 磁場512は単層カーボンナノチューブの流れに対して垂直に、或いは平行に印
加される。 図5において、磁場512は該単層カーボンナノチューブの流れに対し
て垂直に印加されている。 他の適切な印加角度も使用できる。
【００６７】 上で検討したごとく、磁場512は単層カーボンナノチューブを整列させる。 こ
の単層カーボンナノチューブは選別要素514へ流れ続ける。 選別要素514はフィ
ルターである。 一態様において、選別要素514はシリンジフィルターである。
選別要素514は支持体516により支持されていてもよく、この支持体はガラスフリ
ット(frit)或いは類似の材料である。
【００６８】 整列した単層カーボンナノチューブはその長さのために選別要素514を通過す
ることができない。 単層カーボンナノチューブはこのようにして選別要素514の
表面上に整列した単層カーボンナノチューブの材料を形成する。 溶媒はもはや
単層カーボンナノチューブを含有せず出口518に向けて流れ続ける。
【００６９】 単層カーボンナノチューブの大きさ及び配列、単層カーボンナノチューブ溶液
の流速及び選別要素514の細孔の大きさによるのであるが多くの単層カーボンナ
ノチューブはフィルター選別要素及び支持体516中を通過して出口518へと流れる
。
【００７０】 該単層カーボンナノチューブは選別要素514上に堆積し続け、より厚い材料を
形成する。 一態様において、この膜は約10ミクロン以上の厚さに到達しうる。
整列した単層カーボンナノチューブが堆積するにつれて、選別要素514中での流
速は有意に減少しうる。 b.移行用ろ過装置 本発明の別の態様従って、整列した単層カーボンナノチューブの膜の製造装置
を提供する。 図6を参照して、装置600はビーカー又は類似の容器であり、電極
604及び606を有する槽602を含む。 一態様において、電極604は陰極であり、そ
して電極606は陽極である。
【００７１】 槽602は単層カーボンナノチューブの懸濁液を含む。 一態様によると、単層カ
ーボンナノチューブは水-Triton-X溶液中に懸濁している。 他の適切な溶液を使
用してもよい。
【００７２】 磁場608を槽602中の単層カーボンナノチューブの懸濁液に印加する。 磁場608
は永久磁石、電磁石、超伝導電磁石等の適切な磁場源により作り出される。 磁源により作り出される磁場608は好ましくは少なくとも2Tの磁場強度を有す
る。 一態様において、磁場608の強度及び/又配向は経時的に変化してもよい。
例えば、この磁場は約2Tから開始して約5Tまで、そして次に15Tへと増加する。
【００７３】 一態様において、電場が与えられる。 この電場は磁場に加えて、或いは代え
て与えられる。 この電場は任意の適切な電場源により提供される。 磁場608は単層カーボンナノチューブの流れに対して垂直に、或いは平行に印
加される。 図6において、磁場608は該単層カーボンナノチューブの流れに対し
て垂直に印加されている。 他の適切な印加角度を使用してもよい。
【００７４】 槽602はまたフィルター610を含む。 Mg+2等のイオン塩を注入口612から槽602
へ導入して懸濁単層カーボンナノチューブを凝集させる。 電圧差の印加に続いてバイアスを掛けると、Mg+2イオンは陰極604側へ移行す
る。 単層カーボンナノチューブは槽602の陽極606へ移行する。 該単層カーボン
ナノチューブは陽極606へ移行するにつれて、上で検討したごとく磁場608中で整
列する。 この単層カーボンナノチューブは次いでガラスフリット等の物体で支
持されているフィルター610と相互作用する。 整列した単層カーボンナノチュー
ブはフィルター610を通過することができず、そしてフィルター610の表面上に整
列した単層カーボンナノチューブの膜を形成する。
【００７５】 単層カーボンナノチューブの大きさ及び配列、単層カーボンナノチューブ溶液
の流速及びフィルター610の細孔の大きさによるのであるが多くの単層カーボン
ナノチューブはフィルター610及び任意の支持構造体中を通過し、そして陽極606
へと流れる。
【００７６】 単層カーボンナノチューブはフィルター610上に堆積し続け、そしてより厚い
材料を形成する。 一態様において、その材料は約10ミクロンの厚さに到達する
。
【００７７】 一態様において、このフィルターをイソプロピルアルコールで洗浄してフィル
ター上に残存する過剰の界面活性剤を除去する。 次いでフィルター及び材料を
乾燥する。
【００７８】 所望の厚さに達すると、この材料をフィルターから取り除くことができ、そし
てその末端で“釘床(beds of nails)”配置に変わる。 c.バイアス無印加電極 本発明の代わりの態様に従って、電極にはバイアスを掛けない。 図7を参照し
て、ビーカーでよいのであるが槽700に二つの電極702及び704を設ける。 一態様
において、電極702は陰極であり、そして電極704は陽極である。 電極704はマグ
ネシウム等のイオン生成材料でできている。
【００７９】 槽700をジメチルホルムアミド等の適切な懸濁剤に懸濁した単層カーボンナノ
チューブ(SWNT)で満たすことができる。 磁場を印加するに従って、単層カーボ
ンナノチューブは整列し、そして整列した単層カーボンナノチューブの束を形成
する。 Mg+2イオンは電極704から放出され、そして該単層カーボンナノチューブ
の束がその溶液から分離するのを助ける。
【００８０】 単層カーボンナノチューブは次いで槽700の底へ下降し、この槽にといて後に
捕集される。 一態様において、電場は該単層カーボンナノチューブの束が槽700の底へ移動
するのを助けるために与えられる。 d. 懸濁単層カーボンナノチューブ 本発明の別の態様によると、単層カーボンナノチューブは磁場に晒されて整列
し、次いで容器の底へ落下する。 図8を参照して、ビーカーでよいのであるが槽
800は懸濁単層カーボンナノチューブの溶液を備える。 一態様において、単層カ
ーボンナノチューブ802をジメチルホルムアミド、水-Triton-X溶液等の適切な溶
液中に懸濁させる。
【００８１】 磁場806を槽800へ印加して単層カーボンナノチューブ802を整列させる。 一
態様において、磁場806は約0.5T乃至約30Tの磁場強度を有する。 一態様におい
て、磁場806は25Tの磁場強度を有する。
【００８２】 単層カーボンナノチューブ802が整列すると、相互作用して整列した単層カー
ボンナノチューブの束を形成する。 より多くの単層カーボンナノチューブがこ
の束に加えられと、この単層カーボンナノチューブの束はより重くなり槽800の
底へ沈む。 次いでこの単層カーボンナノチューブの束を槽800から取り除くこと
ができる。
【００８３】 一態様において、電場を単層カーボンナノチューブの束が槽800の底へ沈むの
を助けるために与える。 この単層カーボンナノチューブの束がその外層に存在
する有効電荷のために、適切な配列をもって印加される電場は単層カーボンナノ
チューブの束を重力のみによるよりも一層速く槽800の底へ移行させる。 e. 多区画装置I 図9を参照すると、本発明の一態様による整列した単層カーボンナノチューブ
の束の製造装置を提供する。 装置900は三つの区画、即ち第一区画902、第二区
画904及び第三区画906を有する。 第一及び第三区画904及び906は塩化マグネシ
ウム(MgCl2)溶液で満たされいるが、第二区画904は懸濁単層カーボンナノチュー
ブのジメチルホルムアミドや水-Triton-X等の溶液を含有する。
【００８４】 これらの区画はガラスフリット903等の支持体により分離されている。 電極908及び910を第一及び第三区画904及び906にそれぞれ設置する。 磁場912
をこの装置へ印加する。
【００８５】 電極908を陰極として、そして電極910を陽極として電圧を印加すると、Mg+2イ
オンが区画906から電極908へ向けて移動し、そしてCl-イオンは区画902から電極
910へ移動する。
【００８６】 磁場912は単層カーボンナノチューブを整列させ、そしてこの整列した単層カ
ーボンナノチューブは整列した単層カーボンナノチューブの束を形成する。 該M
g+2及びCl-イオンはこの単層カーボンナノチューブの束を溶液から降下させ、そ
して第二区画904の底に単層カーボンナノチューブのマットを形成する。
【００８７】 電場(図示されていない) を上記の如く該単層カーボンナノチューブの束が区
画904の底へ移動するの助けるために与えてもよい。 f. 多区画装置II 本発明の別の態様に従って、別の多区画装置を提供する。 図10を参照すると
、装置1002は第一区画1006、第二区画1008及び第三区画1010を含む。 これらの
区画はガラスフリット等の支持体1004により分離されている。
【００８８】 第一区画1006及び第三区画1010は電極1012及び1014を含むことが出来る。 一
態様において、電極1012は陰極であり、一方電極1014は陽極である。 第一区画1006及び第三区画1010は塩化マグネシウム溶液を備えることができ、
一方第二区画1008はジメチルホルムアミドや水-Triton-Xの溶液等の懸濁単層カ
ーボンナノチューブ溶液を含有する。
【００８９】 この態様において、単層カーボンナノチューブが整列するに従って、該単層カ
ーボンナノチューブは整列した単層カーボンナノチューブの束を形成する。 電
圧を電極1012及び1014に印加すると、該Mg+2イオンは第三区画1010から第二区画
1008へ移動し、一方該Cl-イオンは第一区画1006から第二区画1008へ移動する。
次いで単層カーボンナノチューブの束は懸濁液から分離し、そして第二区画1008
の底のガラスフリット1004上に降下する。 3. 実用性 カーボンナノチューブ巨視的規則集成体の用途には、高強度繊維及びケーブル
、送電線、構造材料、耐衝撃材料、外装、異なるチューブ配列の層を有する構造
積層体、耐圧容器外装及び強化材、熱管理材料(例えば、熱輸送材料)、耐熱材料
、機体、航空機及びミサイル用機体部品、車体、船体、化学的に不活性な材料、
電気化学電極、電池電極、触媒支持体、生化学的に不活性な材料、センサー及び
(例えば、電気的から機械的への)変換器要素が含まれる。 規則集成体はそれ自
体有用であるが強度、靭性、導電性、熱伝導性及び新規電磁特性の加わった複合
材料としても有用である。
【００９０】 凝固して透明形態となる適切な材料中での単層カーボンナノチューブの懸濁液
の磁気整列は、光学偏光子として役立つ材料として使用することができる。 用
途として光学計器及びサングラスが含まれる。
【００９１】 化学的手段による単層カーボンナノチューブの整列は、柔軟ではあるが電気的
及び機械的に連続する広範囲な網目構造物を形成する。 この網目構造の一例が
図16にあるが、この網目構造が重合体等の支持母材中で形成するとき、それは透
き通るところまで遥かに希薄である。
【００９２】 この材料は、光学リィミッターとして使用できる。 レーザー放射線等の強烈
な光源による目及びセンサーの損傷からの保護が商業及び軍事環境の双方におい
て現今の問題である。 非線形光学材料(屈折率や吸収係数等の光学的物性が入射
光の強度に依存する材料)は、入射強度が増加するため装置へ透過する光の断片
を減少又は制限するように設計された受動的光学装置に使用されている。 本発
明の単層カーボンナノチューブ膜は有害なレーザー放射線の通過を阻止するため
に使用できるであろう。 これは安全保護メガネ、双眼鏡及び他の光学装置に、
そして電気光学センサー用の保護被覆に使用できるであろう。
【００９３】 ろ過技術により製造した面内膜から反射した光は強度に偏光する。 この面内
膜の特質は面内材料を偏光子とての使用を可能とする。 本発明の材料はユニークな構造を持つことができる。 図11を参照すると、本
発明の一態様による本発明の材料は実質的に整列した異なる長さを持つことので
きる多数のロープを含有する。 しかし長さの異なるためにロープは必ずしも共
通の出発点及び最終点を共有しない。 代わりに、材料中のチューブは壁のれん
がに似ている。
【００９４】 本発明の材料は特にそれ自体が補足的機能を有する層挿入剤用支持体として有
用である。 例えば、本発明の材料は、電気及び熱の優れた導体であり、リチウ
ムイオンが規則構造体へ層挿入後、単層カーボンナノチューブ間又は単層カーボ
ンナノチューブ中へ移動することによりリチウムイオンが存在する巨大な表面積
を提供するので、リチウム-イオン電池の陽極としてよく適している。
【００９５】 本発明の材料は切断してその末端で着座させることができる。 ロープは異な
る長さでその材料から伸びることができる。 これは単層カーボンナノチューブ
から成長した配列として使用することができる。
【００９６】 実施例 本発明のより完全な理解を容易するために、多数の実施例を以下に提供する。 しかし、本発明の範囲は、例示の目的にのみ存在する実施例に記載された特定
の態様に限定されない。
【００９７】 1.ろ過装置 図12(a)を参照して、実質的に整列した単層カーボンナノチューブ材料を以下
の装置で形成した。 容器1202 はイソプロピアルコール(IPA)を含有していた。
容器1204は Triton Xの0.05%溶液を含有していた。 容器1206は精製し、よく超
音波で分散した単層カーボンナノチューブの0.05%Triton X溶液を含有していた
。 容器1202, 1204及び1206の内容物を加圧下に保ちつつ20psiの空気源を与えた
。 二つのバルブ1210及び 1214は容器1202, 1204及び1206からの流体の流れを
制御した。
【００９８】 図12(b)を参照して、 該単層カーボンナノチューブ溶液は高電流コイルにより
発生させた25Tの磁場中を流れた。 この磁場中で、0.2 mmの細孔を有する直径25
mmのナイロン製の膜を有する二つのMillipore 社のMillex-GNシリンジフィルタ
ー1216 を並列に接続した。 フィルター1216を0.05% Triton-Xの超純水(“溶媒
”)溶液で被覆し、次いで27Tの径50 mmの穴電磁石中に吊るした。
【００９９】 好ましい量の懸濁液を(連続的にろ液を秤り1218で計量して)その中を通過させ
た後、この流れを容器1204から純溶媒へ切り替えた[Fig. 12(c)]。 次いでこれ
を徐々に、初期に15 ミリリットル(mL)までの体積の溶媒で満たされていた混合
室1212 により容器1202からのイソプロピルアルコール(IPA)へと変えていった[F
ig. 12(d)]。 イソプロピルアルコールは、少なくとも15分間流して残留界面活
性剤を除去した。 溶媒及びイソプロピルアルコールの濯ぎを省くと、ナノチュ
ーブはフィルター表面で濃縮流体懸濁液中に残存するが凝固しなかった。 この
ことは、ナノチューブがロープを形成してバッキーペーパー(buckypapers)又は
バッキーリボン(buckyribbons)へ凝集していくには界面活性剤の除去が必要であ
ることを示唆している。
【０１００】 フィルター1216を磁場から取り除き、そして乾燥した。 フィルター1216の写
真を図13に提供する。 本装置及び方法が、最初の真のカーボンナノチューブの巨視的規則集成体であ
る新規な材料を産出した。 この材料の一例を図14(a)及び(b)に示す。 そのリボ
ン状の外観及び一方向のへき開が、その構成単層カーボンナノチューブセグメン
トが高度に整列していることを証明している。 2. 単層カーボンナノチューブを整列させること 本発明の一態様によると、整列した単層カーボンナノチューブ材料を製造する
方法は単層カーボンナノチューブセグメントを水-Triton-X(界面活性剤)溶液中
に懸濁させることを含む。 この溶液は、27Tの磁石のくり穴中に装架されたフィ
ルター集成体(標準シリンジフィルター)中をゆっくりと圧送される。 磁場方向
はフィルター膜の平内に存在する。 約20mg/lの単層カーボンナノチューブセグ
メントを含有する該界面活性剤溶液は、該集成体中を毎分1から0.01ccへと変化
する速度で略1時間圧送される。 この時間の経過後、該フィルター集成体を数分
間イソプロピルアルコールで洗浄してフィルター膜上に存在するナノチューブ“
ろ過ケーク”に残存する過剰の界面活性剤を除去する。 このフィルター膜及び
ケークを乾燥し、そしてケークを該膜から剥離する。走査電子顕微鏡法により該
ろ過ケークが単層カーボンナノチューブの高度に整列した構造体であることが明
らかとなる。 3. ゼラチン中の単層カーボンナノチューブ 単層カーボンナノチューブを、試験管等の容器中でTrition X(50mg/l)溶液に
懸濁させた。 5乃至15gのゼラチン、例えば、Knoxにより製造されものを該溶液
に添加した。 また、10mlの65℃の水を添加した。 この溶液を約30分間磁石の存
在下に置いた。
【０１０１】 結果は異方性を有している。 この単層カーボンナノチューブは整列し、同一
方向に配列した単層カーボンナノチューブの固体母材を形成した。 4. 金線上の単層カーボンナノチューブ 単層カーボンナノチューブ溶液の誘導凝集或いは電着を使用して三次元物体を
形成することができる。 本発明の一態様に従って、約50(mの厚さを有する二本
の金線材を洗浄し、次いで単層カーボンナノチューブセグメントとジメチルホル
ムアミドとの懸濁液中に略1cmの距離を隔てて互いに並列に支持した。 約1乃至
約5Vの電圧をこの金線材間に印加した。 得られた電場は単層カーボンナノチュ
ーブを該金線材の一方へ移動させた。 約2.5Vを印加したとき、図4(a)乃至(f)に
示す整列構造体が産出した。 5. 基材の形成 更に成長を開始するための基材として役立つ繊維材料上で濃縮させるために、
場-配列懸濁又は溶媒和単層カーボンナノチューブセグメントを製造することが
できる。この繊維材料は、取り分け場-配列方向へ対して垂直に配列したカーボ
ン繊維又は金属線材を含む。 本発明の一態様に従う一実験おいて、アミン末端
自己集成単層で被覆された金素材を基材として用いることができる。
【０１０２】 この基材に適切な化学的処理を施すことができる。 これにより互いに平行に
配列した単層カーボンナノチューブセグメント主要素とする巨視的繊維を形成す
ることができる。 この方法において、繊維基材が導入され、そして連続的に磁
場中に在る液体含有単層カーボンナノチューブ中を移動させることができ、そし
て整列した単層カーボンナノチューブがこの基材上で濃縮し始める。 この濃縮
過程は連続し、単層カーボンナノチューブを主要素とする繊維の連続産出方法を
可能とする。 本発明の一態様によると、単層カーボンナノチューブセグメント
の繊維の運動を容易なものとするために、基材及び成長しつつある繊維の近くに
小さな電場を印加す手段を用いることができる。 6. 単層カーボンナノチューブの分離 異なる種類の単層カーボンナノチューブをそれらの磁場に対する異なる応答に
より分離する技法も用いることができる。 ある種のチューブが常磁性であるの
に対してある種のものが反磁性であることが予期される。 混合型単層カーボン
ナノチューブの懸濁溶液を勾配のある磁場中へ導入すると、異なる種類のチュー
ブがその磁場の勾配に関して異なる方向へ移行し、チューブの種類による分類を
行う。 これは、“種配列”中に使用して単一種類のチューブの巨視的配列を成
長させるチューブの種類の選択手段をもたらす。
【０１０３】 一態様において、末端誘導体化単層カーボンナノチューブを場-整列させ、場-
整列方向に対して垂直に配列した基材へ拡散及び化学的に付着させることができ
る。 この方法は、その基材表面に対して実質的に垂直な方向へ整列させた隣接
する平行な単層カーボンナノチューブセグメント膜(又はフェルト)を生じる結果
となる。 この配置はしばしば、PCT/US98/04513に開示されているように、“釘
床”配置と言及される。
【０１０４】 実質的に整列した単層カーボンナノチューブの膜又は配列は電子の電界放出エ
ッミターとして使用することができる。 電場又は磁場は、電子のフィールドエ
ミッターとして機能する実質的に整列した単層カーボンナノチューブの配列を創
生するために使用することができる。 単層カーボンナノチューブ及び単層カー
ボンナノチューブのロープからの電界放出は公知である [“解ける単層カーボン
ナノチューブ：原子線材からの電界放出(Unraveling nanotubes: field emissio
n from an atomic wire)”, A.G. Rinzler, J.H. Hafner, P. Nikolaef, L. Lou
, S.G. Kim, D. Tomanek, P. Nordlander, D.T. Colbert及び R.E.Smalley, Sci
ence, 第269巻,第1550頁(1995)参照]が、本発明はここにおいて、電子源、陰極
線管陰極及び平盤表示陰極等の電界放出用途に特に有効な種類の高度に配列した
構造体を産出する磁場整列を使用する。
【０１０５】 本発明によると、単層カーボンナノチューブの場-整列を含む技法により集成
した三次元製品は、 原子間力顕微鏡、走査トンネル顕微鏡、化学力顕微鏡、磁
力顕微鏡或いはそれらの任意の組合わせを含むがそれらに限定されないプローブ
顕微鏡の活性要素(先端)として役立つことができる。 7. 化学的操作及び繊維形成 本発明の一態様に従って、高圧一酸化炭素法 [“一酸化炭素からの単層カーボ
ンナノチューブの気相接触成長（Gas-phase Catalytic Growth of Single-Walle
d Carbon Nanotubes from Carbon Monoxide)”, P. Nikolaev, M.J. Bronikowsk
i, R.K. Bradley, F. Rohmund, D.T. Colbert, K.A. Smith 及びR.E. Smalley,
Chemical Physics Letters, 第313巻, 第91頁(1999)]によるカーボンナノチュー
ブを発煙硫酸中で90℃へ加熱することにより処理し、濃密なペーストを形成した
。 更に該発煙硫酸を除去し単層カーボンナノチューブ材料を乾燥させる処理を
行った後、図15の電子顕微鏡に示されるように、各々が高度に整列したナノチュ
ーブを含む大きなロープの網目構造体が観察された。
【０１０６】 単層カーボンナノチューブと発煙硫酸とのペーストを水中へオリフィスから押
出すと、発煙硫酸は急激に水中へ溶解し、図16に示される形成された繊維が後に
残る。 これらの繊維は、偏光ラマン分光法による繊維の分析により確証される
配列した単層カーボンナノチューブを含んでいる。
【０１０７】 本発明は好ましい態様と関連して記載されているが、本発明の範囲を逸脱する
ことなく上記の好ましい態様の他の変型及び変更がなされうることは当業者によ
り理解されるであろう。 他の変更は、ここに記載された発明の明細書又は発明
の実施を考慮すれば当業者に明らかであろう。 本明細書は例示としてのみ考慮
されることを意図し、本発明の真の範囲及び精神は下記の特許請求範囲により示
されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1(a)乃至(c)は、本発明の一態様による、液体中に懸濁した金属
的(n,n)及び非金属的単層カーボンナノチューブセグメントの双方を強磁場中で
整列させる物理的原理を模式的に図示するものである。
【図２】 図2は、本発明の一態様による、磁場中に置かれた液体中に懸濁し
た単層カーボンナノチューブセグメントの整列を測定する装置である。
【図３】 図3は、本発明の一態様による、カーボンナノチューブの巨視的規
則集成体の一部分の電子顕微鏡像である。
【図４】 図4(a)乃至(f)は、本発明のいくつかの態様による、チューブが互
い実質的に平行に整列している三次元構造体へ集成した場-整列した単層カーボ
ンナノチューブの透過電子顕微鏡像である。
【図５】 図5は、本発明の一態様による、整列した単層カーボンナノチュー
ブの膜を産出する装置の模式図である。
【図６】 図6は、本発明の一態様による、整列した単層カーボンナノチュー
ブの膜を産出する別の装置の模式図である。
【図７】 図７は、本発明の一態様による、電極にバイアスを印加しないで整
列した単層カーボンナノチューブの膜を産出する別の装置の模式図である。
【図８】 図8は、本発明の一態様による、整列した単層カーボンナノチュー
ブの膜を産出する別の装置の模式図である。
【図９】 図9は、本発明の一態様による整列した単層カーボンナノチューブ
の束を産出する装置の模式図である。
【図１０】 図10は、本発明の一態様による整列した単層カーボンナノチュー
ブ束を産出する別の装置の模式図である。
【図１１】 図11(a)及び(b)は、本発明の一態様により形成した材料を図示す
ものである。
【図１２】 図12(a)乃至(d)は、本発明の一態様による整列した単層カーボン
ナノチューブを産出する実験のおいて使用した装置の模式図である。
【図１３】 図13は、図12(a)乃至(d)の装置のフィルター要素を図示するもの
である。
【図１４】 図14(a)及び(b)は、図12(a)乃至(d)の装置により形成した材料の
図である。
【図１５】 図15は、本発明の一態様による、発煙硫酸中で単層カーボンナノ
チューブを処理することにより形成した大きな（0.1mm) ロープを示す走査電子
顕微鏡像である。
【図１６】 図16は、紡糸及び延伸におけるせん断力により整列したナノチュ
ーブを含有する繊維の写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スミス，ケン・エイ アメリカ合衆国テキサス州77450，カティ， ドミニオン 333 (72)発明者 ウォルターズ，デロン・エイ アメリカ合衆国フロリダ州32806，オーラ ンド，レイク・ウェルドナ・ドライブ 1116 (72)発明者 キャサヴァント，マイケル・ジェイ アメリカ合衆国テキサス州77005，ヒュー ストン，ビソネット・ストリート 1717， アパートメント 804 (72)発明者 ハフマン，チャド・ビー アメリカ合衆国テキサス州77030，ヒュー ストン，サウス・メイン 6500，ナンバー 153 (72)発明者 ヤコブソン，ボリス・アイ アメリカ合衆国テキサス州77005，ヒュー ストン，ビソネット・ストリート 1515， ボックス 177 (72)発明者 ホージ，ロバート・エイチ アメリカ合衆国テキサス州77025，ヒュー ストン，ターンベリー 4031 (72)発明者 サイニ，ラジェシュ・クマー アメリカ合衆国ニュー・メキシコ州87111， アルバカーキ，カレ・デサンディアス 12904，ノースイースト (72)発明者 チアン，ワン−ティン アメリカ合衆国テキサス州77478，シュガ ーランド，リッチランド・ドライブ 3314 (72)発明者 キン，シアオ・チュアン アメリカ合衆国ニューハンプシャー州 3755，ハノーバー，ウェブスター・アベニ ュー ５ Ｆターム(参考） 4G046 CA00 CC10 【要約の続き】 変してせん断力、引張り強さ、圧縮強さ、靭性、導電性 及び熱伝導性等の選択された材料物性を特に高めるため に行う後処理用の基礎として役立つ。

Claims (63)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単層カーボンナノチューブを磁場へさらすことにより単層カー
    ボンナノチューブを整列させる方法。
  2. 【請求項２】 前記単層カーボンナノチューブが誘導体化及び未誘導体化単層
    カーボンナノチューブよりなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記磁場が交流磁場及び直流磁場から選択される、請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 単層カーボンナノチューブを電場へさらすことにより単層カー
    ボンナノチューブを整列させる方法。
  5. 【請求項５】 前記単層カーボンナノチューブが誘導体化及び未誘導体化単層
    カーボンナノチューブよりなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記電場が交流電場及び直流電場から選択される、請求項４に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 場-配列単層カーボンナノチューブを、チューブが実質的に互
    いに平行である三次元構造体へ集成させる方法。
  8. 【請求項８】 該三次元構造体が平行なチューブの繊維を含有する、請求項７
    に記載の方法。
  9. 【請求項９】 該三次元構造体が、膜の平面に対して平行に配列した実質的に
    平行な単層カーボンナノチューブからなる膜を含有する、請求項７に記載の方法
    。
  10. 【請求項１０】 該三次元構造体が、膜の平面に対して垂直に配列した実質的
    に平行な単層カーボンナノチューブからなる膜を含有する、請求項７に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 膜の構成チューブの一部分がチューブの一末端で基材に接触
    または結合している単層カーボンナノチューブの材料。
  12. 【請求項１２】 前記接触が化学的である、請求項１１に記載の材料。
  13. 【請求項１３】 前記接触が物理的である、請求項１１に記載の材料。
  14. 【請求項１４】 前記接触が化学的及び物理的である、請求項１１に記載の材
    料。
  15. 【請求項１５】 前記構造体が溶液中に懸濁している、請求項１１に記載の素
    材。
  16. 【請求項１６】 前記構造体が溶液中に溶解している、請求項１１に記載の素
    材。
  17. 【請求項１７】 集成三次元構造体を溶液から取り出す方法。
  18. 【請求項１８】 該ナノチューブ溶液の溶媒力を改質してチューブを沈殿させ
    ることを含む、溶液又は懸濁液中の場-整列したチューブから物体及び材料を創
    生する方法。
  19. 【請求項１９】 懸濁単層カーボンナノチューブを電場中で強制拡散させるこ
    とを含む、溶液又は懸濁液中の場-整列させたチューブから物体及び素材を創生
    する方法。
  20. 【請求項２０】 繊維基材を導入し；場-中で、単層カーボンナノチューブ含
    有液中に連続的に該繊維基材を移動させて、整列した単層カーボンナノチューブ
    が該繊維上に濃縮して単層カーボンナノチューブ主要素とする繊維を連続的に産
    出する方法を可能とする、互いに平行に配列した単層カーボンナノチューブセグ
    メントを主要素とする巨視的繊維の成長開始用基材として役立つ繊維材料(場-整
    列方向に対して、平行に配列した炭素繊維又金属線材)上に作製した場-整列懸濁
    又は溶媒和単層カーボンナノチューブを凝縮させる方法。
  21. 【請求項２１】 更に該基材の付近へ電場を印加し；そして繊維を成長させて
    該繊維への単層カーボンナノチューブセグメントの運動を容易なものとすること
    を含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 末端誘導体化単層カーボンナノチューブを場-整列させ；そ
    して該単層カーボンナノチューブを場-整列方向高に対して垂直に配列した基材
    へ拡散及び化学的に付着させることを含む、整列した単層カーボンナノチューブ
    の膜を形成する方法であって、該膜が基材表面に実質的に垂直な方向に配列した
    複数の隣接する平行な単層カーボンナノチューブセグメントを含む方法。
  23. 【請求項２３】 実質的に整列した単層カーボンナノチューブの膜又は配列を
    電子のフィールドエッミターとして使用する材料。
  24. 【請求項２４】 電子のフィールドエッミターとして機能する実質的に整列し
    た単層カーボンナノチューブの配列を含む材料。
  25. 【請求項２５】 単層カーボンナノチューブの場-整列を含む技法により集成
    されているプローブ顕微鏡の活性要素(先端)として役立つ材料。
  26. 【請求項２６】 界面活性剤溶液中に単層カーボンナノチューブセグメントを
    懸濁させ；前記溶液をフィルター集成体中をポンプで送り；該フィルター集成体
    付近へ磁場を印加し；前記フィルター集成体を洗い流し；前記フィルター集成体
    を乾燥し；そして前記フィルター集成体の表面から実質的に整列した単層カーボ
    ンナノチューブ(SWNT)の膜を分離することを含む、実質的に整列した単層カーボ
    ンナノチューブ(SWNT)のナノチューブ膜を形成する方法。
  27. 【請求項２７】 該磁場が永久磁石及び電磁石よりなる群から選択される磁場
    源により生じる、請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記膜が１０ミクロンの厚さである、請求項２６に記載の方
    法。
  29. 【請求項２９】 前記膜が巨視的である、請求項２６に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 複数の実質的に整列した単層ナノチューブを含む材料。
  31. 【請求項３１】 該ナノチューブが別の材料の母材中で整列している、請求項
    ３０に記載の材料。
  32. 【請求項３２】 該ナノチューブを該母材中で網状構造体を形成するロープ中
    に局在的に整列している、請求項３０に記載の材料。
  33. 【請求項３３】 該整列ナノチューブが、該ナノチューブに付着した化学的部
    分により離れて支持されている、請求項３０に記載の材料。
  34. 【請求項３４】 該材料は、その個々のナノチューブの内部または間に金属種
    が層挿入されている、請求項(３０)に記載の材料。
  35. 【請求項３５】 複数の整列した単層ナノチューブがそれらの最も近いチュー
    ブとファンデルワールス接触している、請求項３０に記載の材料。
  36. 【請求項３６】 前記材料が巨視的である、請求項３０に記載の材料。
  37. 【請求項３７】 前記材料が少なくとも１０ミクロンの厚さである、請求項３
    ０に記載の材料。
  38. 【請求項３８】 前記材料が、高強度繊維及びケーブル、電気送電線、構造材
    料、耐衝撃材料、外装、異なるチューブ配列の層を有する構造積層物、圧力容器
    外装及び強化材、熱管理材料(例えば、熱輸送材料)、耐熱材料、機体並びに航空
    機及びミサイル用機体部品、車体、船体、化学的に不活性な材料、電気化学電極
    、電池電極、触媒支持体、生化学的に不活性な材料、センサー、層挿入する部位
    を吸収、支持及び配分する材料及び変換器素子よりなる群から選択される用途を
    有する、請求項３０に記載の材料。
  39. 【請求項３９】 前記材料がナノチューブ集成体の成長開始用基材として使用
    される、請求項３０に記載の材料。
  40. 【請求項４０】 懸濁単層カーボンナノチューブ源；前記懸濁単層カーボンナ
    ノチューブを受け取る領域；前記領域に印加する磁場源；及び前記単層カーボン
    ナノチューブを受け取るフィルターを含む、実質的に整列した単層カーボンナノ
    チューブの配列を形成する装置。
  41. 【請求項４１】 前記磁場源が永久磁石、電磁石、超伝導磁石よりなる群から
    選択される、請求項４０に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記磁場が少なくとも0.5Tの強度を有する、請求項４０に記
    載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記単層カーボンナノチューブがＤＭＦ中に懸濁している、
    請求項４０に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 前記懸濁単層カーボンナノチューブが高圧ガスにより前記領
    域中に押し込まれる、請求項４０に記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記懸濁単層カーボンナノチューブが真空により前記領域中
    に引っ張り込まれる、請求項４０に記載の装置。
  46. 【請求項４６】 槽；前記槽中に配置された正極；前記槽中に配置された負極
    ； 前記槽中の正極の近くに配位置されたフィルター； 前記フィルターが前記単
    層カーボンナノチューブと前記正極との間に存在するように前記槽中の溶液中に
    懸濁した複数の単層カーボンナノチューブ；及び前記単層カーボンナノチューブ
    を整列させるための磁場源を含み、電圧差を印加に応答して前記単層カーボンナ
    ノチューブが前記正極へ向けて移行し、そして前記フィルターで捕捉される、ほ
    そくする実質的に整列した単層カーボンナノチューブの配列を形成する装置。
  47. 【請求項４７】 複数の単層カーボンナノチューブを槽中で懸濁させ；そして
    前記単層カーボンナノチューブへ磁場を印加し、前記単層カーボンナノチューブ
    が前記磁場の印加に応答して実質的に整列することを含む、実質的に整列した単
    層カーボンナノチューブの配列を形成する方法。
  48. 【請求項４８】 前記実質的に整列した単層カーボンナノチューブが相互作用
    して単層カーボンナノチューブの束を形成する、請求項４７に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記実質的に整列した単層カーボンナノチューブの束が前記
    槽の底へ移行する、請求項４８に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記槽へ電場を印加し、前記電場が前記実質的に整列した単
    層カーボンナノチューブを溶液から分離させることをさらに含む、請求項４７に
    記載の方法。
  51. 【請求項５１】 イオン塩が前記実質的に整列した単層カーボンナノチューブ
    を溶液から分離させるように前記イオン塩を導入しすることをさらに含む、請求
    項４７に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 特定の環境においてナノチューブセグメントが小さく配置さ
    れた構造体へ自己集成する傾向を、自己集成を高めてより大きな巨視的に配置さ
    れたナノチューブ集成体を形成するために該ナノチューブの環境を改質すること
    により制御する方法。
  53. 【請求項５３】 該改質された環境が、集成前の環境及び集成環境から選択さ
    れる、請求項５２に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 溶液中の単層カーボンナノチューブロープをグラファイト層
    挿入用酸で処理する、請求項５３に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 単層カーボンナノチューブを含有する粘稠な流体を単層カー
    ボンナノチューブペーストをオリフィスからの押出し及び/または延伸によるせ
    ん断力へさらすことによる単層カーボンナノチューブの整列をさらに含む、請求
    項５２に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 該単層カーボンナノチューブ及びロープを発煙硫酸で処理
    する、請求項５３に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 巨視的に配置されたナノチューブ集成体を後処理して選択的
    に材料特性を高める方法。
  58. 【請求項５８】 該後処理が、チューブが互いに平行に存在するとき、チュー
    ブの側部間に架橋を誘発することを含む、請求項５７に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 該架橋誘発工程が、化学剤の導入を含む、請求項５８に記載
    の方法。
  60. 【請求項６０】 該剤が該配置された材料に層挿入し、そして隣接するチュー
    ブへ化学的に結合する、請求項５８に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 該架橋誘発工程が、電離線を照射してチューブ側壁の変位を
    起こさせ、そして加熱して転移及び隣接側壁間に結合を創生することを含む、請
    求項５８に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 該後処理が、該配置された材料を加熱アニールして本質的に
    共線状に配列したナノチューブセグメントの当接末端を結合することを含む、請
    求項５３記載の方法。
  63. 【請求項６３】 単層カーボンナノチューブの巨視的に配置された集成体を含
    む材料において、該配置された集成体中でセグメントを結合して単一のチューブ
    となるように本質的に共線形状に配列した隣接するセグメントの端部が接合され
    ている材料。
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Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003535802A (ja) * 2000-06-16 2003-12-02 ザ ペン ステイト リサーチ ファンデーション 炭素質物品を製造するための方法および装置
JP2003342839A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素ナノ繊維素
JP2004532937A (ja) * 2000-11-03 2004-10-28 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド カーボンナノチューブフィラメント、リボン、および糸の紡糸、処理、および利用
JP2005521563A (ja) * 2002-03-25 2005-07-21 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル ナノ物体を集める方法
JP2005229534A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd マイクロ波用アンテナおよびその製造方法
JP2005240269A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Lucent Technol Inc カーボン粒子ファイバのアセンブリ技術
WO2005082775A1 (ja) * 2004-03-02 2005-09-09 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology カーボンナノチューブ含有薄膜
WO2006011655A1 (ja) * 2004-07-27 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Scienceand Technology 単層カーボンナノチューブおよび配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体ならびにそれらの製造方法・装置および用途
JP2006131428A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology カーボンナノチューブおよびその製造方法
JP2006150541A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Nano Frontier Corp Ｃｎｔの配向・パターニング固化複合体とその製造方法
JP2007506636A (ja) * 2003-09-25 2007-03-22 ザ ミトレ コーポレーション ヘリシティに基づく単壁管状フラーレンのバルク分離のための有向フロー法及び装置
JP2007506643A (ja) * 2003-09-23 2007-03-22 インテル・コーポレーション 光双極子トラップを用いた単層カーボンナノチューブの選別方法
JP2007152540A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi カーボンナノチューブ素子の製造方法
JP2007182357A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Nok Corp 炭素材料薄膜の後処理方法
JP2007531243A (ja) * 2003-07-07 2007-11-01 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法
WO2008050794A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-02 Kuraray Co., Ltd. Transparent conductive film, transparent electrode substrate and method for producing liquid crystal alignment film by using the same, and carbon nanotube and method for producing the same
JP2008108575A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Kuraray Co Ltd 透明導電膜、透明電極基板およびこれを用いた液晶配向膜の製造方法
JP2008514544A (ja) * 2004-10-01 2008-05-08 インテル・コーポレーション Ｃｎｔを選別するためにｃｎｔの流体流に静的な光を当てる方法
JP2008520413A (ja) * 2004-11-16 2008-06-19 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 金属担持カーボンナノチューブからの担持触媒調製方法
JP2008529956A (ja) * 2005-02-16 2008-08-07 ユニバーシティ・オブ・デイトン カーボンナノチューブの非対称末端官能基化
JP2009523193A (ja) * 2005-09-27 2009-06-18 エレクトロヴァック エージー ナノファイバー材料の処理方法およびナノファイバー材料で作られる組成物
JP2009158961A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Qinghua Univ スーパーキャパシタ
JP2009533227A (ja) * 2006-03-08 2009-09-17 カナトゥ オイ 高アスペクト比構造の分離方法
JP2009220209A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Denso Corp カーボンナノチューブ繊維製造方法およびカーボンナノチューブ繊維製造装置
JP2010208914A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Nec Corp ナノチューブ状物質含有膜、それを用いた半導体装置及びそれらの製造方法
JP2010254494A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Nec Corp ナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置
JP2010269979A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Nec Corp ナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置
JP2010538861A (ja) * 2007-08-16 2010-12-16 エアバス オペレーションズ リミティド 複合材料から部品を製造する方法および装置
JP2011165596A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Nara Institute Of Science & Technology 電子放出部材、電子放出装置及び電子放出部材の製造方法
JP2013241722A (ja) * 2003-07-11 2013-12-05 Cambridge Univ Technical Services Ltd 気相からの凝集物の製造
KR101757194B1 (ko) * 2016-03-30 2017-07-13 (주)센서테크 웨어러블 화학가스센서 및 이의 센싱 방법
WO2022209743A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 三菱重工業株式会社 カーボンナノチューブ構造体およびカーボンナノチューブ構造体の製造方法

Families Citing this family (237)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6683783B1 (en) * 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
US20080063585A1 (en) * 1997-03-07 2008-03-13 William Marsh Rice University, A Texas University Fullerene nanotube compositions
US8958917B2 (en) 1998-12-17 2015-02-17 Hach Company Method and system for remote monitoring of fluid quality and treatment
US9056783B2 (en) 1998-12-17 2015-06-16 Hach Company System for monitoring discharges into a waste water collection system
US7454295B2 (en) 1998-12-17 2008-11-18 The Watereye Corporation Anti-terrorism water quality monitoring system
US7264876B2 (en) * 2000-08-24 2007-09-04 William Marsh Rice University Polymer-wrapped single wall carbon nanotubes
US7265174B2 (en) * 2001-03-22 2007-09-04 Clemson University Halogen containing-polymer nanocomposite compositions, methods, and products employing such compositions
US6723299B1 (en) 2001-05-17 2004-04-20 Zyvex Corporation System and method for manipulating nanotubes
JP2002365427A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Toray Ind Inc 偏光子およびその製造方法
US7125502B2 (en) 2001-07-06 2006-10-24 William Marsh Rice University Fibers of aligned single-wall carbon nanotubes and process for making the same
US7288238B2 (en) 2001-07-06 2007-10-30 William Marsh Rice University Single-wall carbon nanotube alewives, process for making, and compositions thereof
JP4972833B2 (ja) * 2001-08-13 2012-07-11 ソニー株式会社 カーボンナノチューブの精製及び整列方法
US7041372B2 (en) * 2001-09-19 2006-05-09 Lockheed Martin Corporation Anti-ballistic nanotube structures
KR20010114201A (ko) * 2001-12-12 2001-12-29 이강호 강자성 나노와이어의 제조방법과 제조장치
US6921462B2 (en) 2001-12-17 2005-07-26 Intel Corporation Method and apparatus for producing aligned carbon nanotube thermal interface structure
US6965513B2 (en) 2001-12-20 2005-11-15 Intel Corporation Carbon nanotube thermal interface structures
US7131537B2 (en) * 2001-12-20 2006-11-07 The University Of Connecticut Separation of single wall carbon nanotubes
US6887450B2 (en) * 2002-01-02 2005-05-03 Zyvex Corporation Directional assembly of carbon nanotube strings
US6899945B2 (en) * 2002-03-19 2005-05-31 William Marsh Rice University Entangled single-wall carbon nanotube solid material and methods for making same
ITTO20020256A1 (it) * 2002-03-22 2003-09-22 Fiat Ricerche Procedimento per la realizzazione di una sorgente luminosa ad incandescenza e sorgente luminosa ottenuta con tale procedimento.
US6872645B2 (en) * 2002-04-02 2005-03-29 Nanosys, Inc. Methods of positioning and/or orienting nanostructures
US8907323B2 (en) * 2002-04-23 2014-12-09 Philip D. Freedman Microprocessor assembly
US20040034177A1 (en) 2002-05-02 2004-02-19 Jian Chen Polymer and method for using the polymer for solubilizing nanotubes
US6905667B1 (en) 2002-05-02 2005-06-14 Zyvex Corporation Polymer and method for using the polymer for noncovalently functionalizing nanotubes
CA2385802C (en) 2002-05-09 2008-09-02 Institut National De La Recherche Scientifique Method and apparatus for producing single-wall carbon nanotubes
JP2004040844A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Shinano Kenshi Co Ltd 整流子およびこれを用いた回転電機
US6856016B2 (en) 2002-07-02 2005-02-15 Intel Corp Method and apparatus using nanotubes for cooling and grounding die
US7459137B2 (en) 2002-07-16 2008-12-02 William Marsh Rice University Process for functionalizing carbon nanotubes under solvent-free conditions
WO2004012218A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Postech Foundation Electric field emission device having a triode structure fabricated by using an anodic oxidation process and method for fabricating same
CN1281982C (zh) * 2002-09-10 2006-10-25 清华大学 一种偏光元件及其制造方法
FR2844510B1 (fr) * 2002-09-12 2006-06-16 Snecma Propulsion Solide Structure fibreuse tridimensionnelle en fibres refractaires, procede pour sa realisation et application aux materiaux composites thermostructuraux
DE10244312A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aktuator mit Nanotubes, insbesondere Carbon-Nanotubes, Schichten aus Kohlenstoff-Nanotubes sowie ihre Herstellung und Anwendung
US7619562B2 (en) * 2002-09-30 2009-11-17 Nanosys, Inc. Phased array systems
TWI309845B (en) * 2002-09-30 2009-05-11 Nanosys Inc Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
US7135728B2 (en) * 2002-09-30 2006-11-14 Nanosys, Inc. Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
US7051945B2 (en) 2002-09-30 2006-05-30 Nanosys, Inc Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
US7067867B2 (en) * 2002-09-30 2006-06-27 Nanosys, Inc. Large-area nonenabled macroelectronic substrates and uses therefor
JP3714364B2 (ja) * 2002-10-30 2005-11-09 富士ゼロックス株式会社 カーボンナノチューブの製造装置および製造方法
EP1595123A1 (en) * 2003-01-23 2005-11-16 William Marsh Rice University Smart materials: strain sensing and stress determination by means of nanotube sensing systems, composites, and devices
US7316061B2 (en) 2003-02-03 2008-01-08 Intel Corporation Packaging of integrated circuits with carbon nano-tube arrays to enhance heat dissipation through a thermal interface
US8920619B2 (en) 2003-03-19 2014-12-30 Hach Company Carbon nanotube sensor
US7285591B2 (en) 2003-03-20 2007-10-23 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Polymer-nanotube composites, fibers, and processes
US7479516B2 (en) 2003-05-22 2009-01-20 Zyvex Performance Materials, Llc Nanocomposites and methods thereto
US7682654B2 (en) 2003-06-03 2010-03-23 Seldon Technologies, Llc Fused nanostructure material
US7168484B2 (en) 2003-06-30 2007-01-30 Intel Corporation Thermal interface apparatus, systems, and methods
US7063753B1 (en) * 2003-07-01 2006-06-20 Yingjian Chen Electronic device utilizing magnetic nanotubes
US7786736B2 (en) * 2003-08-06 2010-08-31 University Of Delaware Method and system for detecting damage in aligned carbon nanotube fiber composites using networks
WO2005014259A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-17 University Of Delaware Nanotube-reinforced polymer composites
US20050061496A1 (en) * 2003-09-24 2005-03-24 Matabayas James Christopher Thermal interface material with aligned carbon nanotubes
US7067328B2 (en) * 2003-09-25 2006-06-27 Nanosys, Inc. Methods, devices and compositions for depositing and orienting nanostructures
KR20060133974A (ko) * 2003-10-16 2006-12-27 더 유니버시티 오브 아크론 탄소 나노섬유 기판 상의 탄소 나노튜브
JP2005125187A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Fuji Xerox Co Ltd ガス分解器、燃料電池用電極およびその製造方法
US20070137786A1 (en) * 2003-12-11 2007-06-21 Luzzi David E Nanotube elongation
US7180174B2 (en) 2003-12-30 2007-02-20 Intel Corporation Nanotube modified solder thermal intermediate structure, systems, and methods
US7456052B2 (en) 2003-12-30 2008-11-25 Intel Corporation Thermal intermediate apparatus, systems, and methods
US20050169831A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Montgomery Stephen W. Three-dimensional nanotube structure
US7349085B1 (en) * 2004-03-10 2008-03-25 Intel Corporation Detecting the orientation of carbon nanotubes
US7713508B2 (en) * 2004-03-19 2010-05-11 Arrowhead Center, Inc. Thiation of carbon nanotubes and composite formation
US20050271808A1 (en) * 2004-03-25 2005-12-08 Nomadics, Inc. Process and apparatus for layer by layer assembly of reinforced composite materials
US7803262B2 (en) 2004-04-23 2010-09-28 Florida State University Research Foundation Alignment of carbon nanotubes using magnetic particles
US7758892B1 (en) * 2004-05-20 2010-07-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having multiple layers
US8075863B2 (en) 2004-05-26 2011-12-13 Massachusetts Institute Of Technology Methods and devices for growth and/or assembly of nanostructures
US7834530B2 (en) * 2004-05-27 2010-11-16 California Institute Of Technology Carbon nanotube high-current-density field emitters
US7296576B2 (en) 2004-08-18 2007-11-20 Zyvex Performance Materials, Llc Polymers for enhanced solubility of nanomaterials, compositions and methods therefor
US8500797B2 (en) * 2004-09-08 2013-08-06 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices
US7722578B2 (en) * 2004-09-08 2010-05-25 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices
US7345307B2 (en) * 2004-10-12 2008-03-18 Nanosys, Inc. Fully integrated organic layered processes for making plastic electronics based on conductive polymers and semiconductor nanowires
US7473943B2 (en) * 2004-10-15 2009-01-06 Nanosys, Inc. Gate configuration for nanowire electronic devices
US7465595B2 (en) * 2004-11-09 2008-12-16 Fujitsu Limited Quantum device, manufacturing method of the same and controlling method of the same
WO2006065431A2 (en) * 2004-11-17 2006-06-22 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing catalyst supports and supported catalysts from single walled carbon nanotubes
US20080014654A1 (en) * 2004-11-19 2008-01-17 William Marsh Rice University Efficient fluorimetric analyzer for single-walled carbon nanotubes
US7569503B2 (en) 2004-11-24 2009-08-04 Nanosys, Inc. Contact doping and annealing systems and processes for nanowire thin films
US7727504B2 (en) * 2004-12-01 2010-06-01 William Marsh Rice University Fibers comprised of epitaxially grown single-wall carbon nanotubes, and a method for added catalyst and continuous growth at the tip
US7560366B1 (en) 2004-12-02 2009-07-14 Nanosys, Inc. Nanowire horizontal growth and substrate removal
US7585420B2 (en) * 2004-12-16 2009-09-08 William Marsh Rice University Carbon nanotube substrates and catalyzed hot stamp for polishing and patterning the substrates
US7682694B1 (en) 2005-02-04 2010-03-23 Block Textiles, Inc. Product and method for impact deflecting materials
US8247136B2 (en) * 2005-03-15 2012-08-21 The Regents Of The University Of California Carbon based electrocatalysts for fuel cells
BRPI0609340A2 (pt) 2005-03-25 2011-12-20 Inst Nat Rech Scient métodos e aparelhos para o acúmulo de estruturas filamentares nanométricas
US7651766B2 (en) * 2005-05-20 2010-01-26 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Carbon nanotube reinforced metal composites
US20060275914A1 (en) * 2005-05-25 2006-12-07 University Of North Texas Toxic agent sensor and detector method, apparatus, and system
WO2007011076A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Korea Institute Of Machinery And Materials Attaching method of nano materials using langmuir-blodgett
AU2006347615A1 (en) * 2005-08-08 2008-04-10 Cabot Corporation Polymeric compositions containing nanotubes
US7744793B2 (en) 2005-09-06 2010-06-29 Lemaire Alexander B Apparatus and method for growing fullerene nanotube forests, and forming nanotube films, threads and composite structures therefrom
US7850778B2 (en) 2005-09-06 2010-12-14 Lemaire Charles A Apparatus and method for growing fullerene nanotube forests, and forming nanotube films, threads and composite structures therefrom
WO2007038164A2 (en) * 2005-09-23 2007-04-05 Nanosys, Inc. Methods for nanostructure doping
US8246874B2 (en) * 2005-12-02 2012-08-21 Tsinghua University Method for making carbon nanotube-based device
CN100500556C (zh) * 2005-12-16 2009-06-17 清华大学 碳纳米管丝及其制作方法
US20070207182A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Jan Weber Medical devices having electrically aligned elongated particles
WO2008048705A2 (en) 2006-03-10 2008-04-24 Goodrich Corporation Low density lightning strike protection for use in airplanes
CN101051227A (zh) * 2006-04-07 2007-10-10 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源***及控制方法
WO2008054510A2 (en) * 2006-04-19 2008-05-08 Bdf Ip Holdings Ltd. Fuel cell with carbon nanotubes
JP4897360B2 (ja) * 2006-06-08 2012-03-14 ポリマテック株式会社 熱伝導性成形体及びその製造方法
US20070283801A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Armorsmith Company Armor apparatus and method
CN101097829B (zh) * 2006-06-30 2010-05-26 清华大学 二极型场发射像素管
GB2453907B (en) * 2006-08-02 2011-11-02 Ada Technologies Inc High performance ultracapacitors with carbon nanomaterials and ionic liquids
GB0617460D0 (en) * 2006-09-05 2006-10-18 Airbus Uk Ltd Method of manufacturing composite material
CA2661982C (en) * 2006-09-05 2015-07-21 Airbus Uk Limited Method of manufacturing composite material by growing of layers of reinforcement and related apparatus
US20080179104A1 (en) * 2006-11-14 2008-07-31 Smith International, Inc. Nano-reinforced wc-co for improved properties
US20080210473A1 (en) * 2006-11-14 2008-09-04 Smith International, Inc. Hybrid carbon nanotube reinforced composite bodies
US7862634B2 (en) * 2006-11-14 2011-01-04 Smith International, Inc. Polycrystalline composites reinforced with elongated nanostructures
US8951632B2 (en) 2007-01-03 2015-02-10 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused carbon fiber materials and process therefor
US8158217B2 (en) 2007-01-03 2012-04-17 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber and method therefor
US8951631B2 (en) 2007-01-03 2015-02-10 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused metal fiber materials and process therefor
US9005755B2 (en) 2007-01-03 2015-04-14 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-infused carbon nanomaterials and process therefor
US7678672B2 (en) * 2007-01-16 2010-03-16 Northrop Grumman Space & Mission Systems Corp. Carbon nanotube fabrication from crystallography oriented catalyst
WO2008118794A2 (en) 2007-03-23 2008-10-02 Lydall, Inc. Substrate for carrying catalytic particles
CN101284661B (zh) * 2007-04-13 2011-03-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 碳纳米管薄片的制备方法
US8813352B2 (en) * 2007-05-17 2014-08-26 The Boeing Company Methods for fabricating a conductor
US20090038858A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Smith International, Inc. Use of nanosized particulates and fibers in elastomer seals for improved performance metrics for roller cone bits
US20090056589A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Honeywell International, Inc. Transparent conductors having stretched transparent conductive coatings and methods for fabricating the same
US8480729B2 (en) 2007-09-06 2013-07-09 Boston Science Scimed, Inc. Medical devices containing silicate and carbon particles
CN101409338A (zh) * 2007-10-10 2009-04-15 清华大学 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池
CN101409962B (zh) * 2007-10-10 2010-11-10 清华大学 面热光源及其制备方法
CN101409961B (zh) * 2007-10-10 2010-06-16 清华大学 面热光源,其制备方法及应用其加热物体的方法
CN101400198B (zh) * 2007-09-28 2010-09-29 北京富纳特创新科技有限公司 面热光源,其制备方法及应用其加热物体的方法
EP2195392A2 (en) * 2007-10-03 2010-06-16 Raytheon Company Nanocomposite coating for reflection reduction
US8919428B2 (en) * 2007-10-17 2014-12-30 Purdue Research Foundation Methods for attaching carbon nanotubes to a carbon substrate
CN101425583B (zh) * 2007-11-02 2011-06-08 清华大学 燃料电池膜电极及其制备方法
CN101425381B (zh) * 2007-11-02 2012-07-18 清华大学 超级电容器及其制备方法
CN101425380B (zh) * 2007-11-02 2013-04-24 清华大学 超级电容器及其制备方法
US8262835B2 (en) * 2007-12-19 2012-09-11 Purdue Research Foundation Method of bonding carbon nanotubes
US7826198B2 (en) * 2007-12-29 2010-11-02 Tsinghua University Electrochemical capacitor with carbon nanotubes
KR101684823B1 (ko) 2008-01-07 2016-12-08 위시스 테크놀로지 파운데이션, 인크. 중합체 복합재를 준비하는 방법과, 그래핀 시트들의 전기적으로 전도성인 집합체를 포함하는 중합체 복합재
US8262942B2 (en) 2008-02-07 2012-09-11 The George Washington University Hollow carbon nanosphere based secondary cell electrodes
WO2009120872A2 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Ada Technologies, Inc. High performance batteries with carbon nanomaterials and ionic liquids
GB2472554B (en) * 2008-05-05 2012-12-05 Ada Technologies Inc High performance carbon nanocomposites for ultracapacitors
US20100122980A1 (en) * 2008-06-13 2010-05-20 Tsinghua University Carbon nanotube heater
US20100126985A1 (en) * 2008-06-13 2010-05-27 Tsinghua University Carbon nanotube heater
US20100000669A1 (en) * 2008-06-13 2010-01-07 Tsinghua University Carbon nanotube heater
US9169377B2 (en) * 2008-07-23 2015-10-27 Smith International, Inc. Seal comprising elastomeric composition with nanoparticles
US8822078B2 (en) * 2008-09-29 2014-09-02 Rochester Institute Of Technology Freestanding carbon nanotube paper, methods of its making, and devices containing the same
US8192685B2 (en) 2008-11-04 2012-06-05 Advanced Concepts And Technologies International, L.L.C. Molecular separators, concentrators, and detectors preparatory to sensor operation, and methods of minimizing false positives in sensor operations
US9254606B2 (en) 2009-01-20 2016-02-09 Florida State University Research Foundation Nanoscale fiber films, composites, and methods for alignment of nanoscale fibers by mechanical stretching
US8351220B2 (en) * 2009-01-28 2013-01-08 Florida State University Research Foundation Electromagnetic interference shielding structure including carbon nanotube or nanofiber films and methods
US20100224479A1 (en) * 2009-02-02 2010-09-09 The Board of Regents of the Nevada System of Higher Educ., on Behalf of the Desert Res. Inst. Morphology engineering of aggregates
BRPI1007300A2 (pt) 2009-02-17 2019-09-24 Applied Nanostructured Sols compósitos compreendendo nanotubos de carbono sobre fibra
KR101703340B1 (ko) 2009-02-27 2017-02-06 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 가스 예열법을 이용한 저온 ｃｎｔ 성장
US20100227134A1 (en) 2009-03-03 2010-09-09 Lockheed Martin Corporation Method for the prevention of nanoparticle agglomeration at high temperatures
BRPI1013704A2 (pt) 2009-04-17 2016-04-05 Seerstone Llc método para produzir carbono sólido pela redução de óxidos de carbono
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
BRPI1016242A2 (pt) 2009-04-24 2016-04-26 Applied Nanostructured Sols material de controle de assinatura baseado em cnt.
BRPI1014711A2 (pt) 2009-04-27 2016-04-12 Applied Nanostrctured Solutions Llc aquecimento de resistência com base em cnt para descongelar estruturas de compósito
WO2010141914A2 (en) 2009-06-05 2010-12-09 Mccutchen Co. Reactors for forming foam materials from high internal phase emulsions, methods of forming foam materials and conductive nanostructures therein
US8623288B1 (en) 2009-06-29 2014-01-07 Nanosys, Inc. Apparatus and methods for high density nanowire growth
AU2010279709A1 (en) 2009-08-03 2012-01-19 Applied Nanostructured Solutions, Llc. Incorporation of nanoparticles in composite fibers
US8236118B2 (en) 2009-08-07 2012-08-07 Guardian Industries Corp. Debonding and transfer techniques for hetero-epitaxially grown graphene, and products including the same
US10164135B2 (en) * 2009-08-07 2018-12-25 Guardian Glass, LLC Electronic device including graphene-based layer(s), and/or method or making the same
US10167572B2 (en) * 2009-08-07 2019-01-01 Guardian Glass, LLC Large area deposition of graphene via hetero-epitaxial growth, and products including the same
US8507797B2 (en) * 2009-08-07 2013-08-13 Guardian Industries Corp. Large area deposition and doping of graphene, and products including the same
EP2504164A4 (en) 2009-11-23 2013-07-17 Applied Nanostructured Sols CERAMIC COMPOSITE MATERIALS CONTAINING FIBER MATERIALS IMPREGNATED WITH CARBON NANOTUBES AND METHODS OF MAKING SAME
US20110124253A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Applied Nanostructured Solutions, Llc Cnt-infused fibers in carbon-carbon composites
EP2504464A4 (en) 2009-11-23 2015-01-21 Applied Nanostructured Sols COMPOSITE-SPACE-BASED STRUCTURES SUITABLE FOR CARBON NANOTUBES
US8789705B2 (en) * 2009-12-09 2014-07-29 Texas Instruments Incorporated Separating metallic and semiconductor SWNTs with varying dipole-inducing magnetic fields
KR20120104600A (ko) 2009-12-14 2012-09-21 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 탄소 나노튜브 주입된 섬유 물질을 포함하는 방염 복합재 물질 및 물품
US8808810B2 (en) * 2009-12-15 2014-08-19 Guardian Industries Corp. Large area deposition of graphene on substrates, and products including the same
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
WO2011091257A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Joined nanostructures and methods therefor
EP2528855A1 (en) 2010-01-25 2012-12-05 The Board of Regents of the Leland Stanford Junior University Fullerene-doped nanostructures and methods therefor
BR112012018244A2 (pt) 2010-02-02 2016-05-03 Applied Nanostructured Sols materiais de fibra infundidos com nanotubo de carbono contendo nanotubos de carbono alinhados em paralelo, métodos para produção dos mesmos e materiais compósitos derivados dos mesmos
WO2011103558A1 (en) 2010-02-22 2011-08-25 Nantero, Inc. Logic elements comprising carbon nanotube field effect transistor (cntfet) devices and methods of making same
AU2011223738B2 (en) 2010-03-02 2015-01-22 Applied Nanostructured Solutions, Llc Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof
WO2011109485A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US8460747B2 (en) 2010-03-04 2013-06-11 Guardian Industries Corp. Large-area transparent conductive coatings including alloyed carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
US8604332B2 (en) 2010-03-04 2013-12-10 Guardian Industries Corp. Electronic devices including transparent conductive coatings including carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
US8518472B2 (en) 2010-03-04 2013-08-27 Guardian Industries Corp. Large-area transparent conductive coatings including doped carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
US8916651B2 (en) 2010-04-20 2014-12-23 Florida State University Research Foundation, Inc. Composite materials and method for making high-performance carbon nanotube reinforced polymer composites
US8780526B2 (en) 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US9096784B2 (en) 2010-07-23 2015-08-04 International Business Machines Corporation Method and system for allignment of graphite nanofibers for enhanced thermal interface material performance
US9017854B2 (en) 2010-08-30 2015-04-28 Applied Nanostructured Solutions, Llc Structural energy storage assemblies and methods for production thereof
CN104475313B (zh) 2010-09-14 2017-05-17 应用奈米结构公司 长有碳纳米管玻璃基板及其制造方法
US8815341B2 (en) 2010-09-22 2014-08-26 Applied Nanostructured Solutions, Llc Carbon fiber substrates having carbon nanotubes grown thereon and processes for production thereof
AU2011305751A1 (en) 2010-09-23 2012-06-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
AU2011312881B2 (en) 2010-09-30 2015-07-16 Porifera, Inc. Thin film composite membranes for forward osmosis, and their preparation methods
US8347944B2 (en) 2010-12-17 2013-01-08 Cleveland State University Nano-engineered ultra-conductive nanocomposite copper wire
US20140166545A1 (en) * 2011-03-17 2014-06-19 Joseph W. Lyding Asymmetric magnetic field nanostructure separation method, device and system
WO2012135065A2 (en) 2011-03-25 2012-10-04 Porifera, Inc. Membranes having aligned 1-d nanoparticles in a matrix layer for improved fluid separation
US8741422B2 (en) 2011-04-12 2014-06-03 Hsin Yuan MIAO Carbon nanotube plate layer and application thereof
US20130171401A1 (en) * 2011-06-24 2013-07-04 Charles P. Marsh Meso-scale carbon nanotube self-assembled tube structures
US9257359B2 (en) 2011-07-22 2016-02-09 International Business Machines Corporation System and method to process horizontally aligned graphite nanofibers in a thermal interface material used in 3D chip stacks
US9227360B2 (en) 2011-10-17 2016-01-05 Porifera, Inc. Preparation of aligned nanotube membranes for water and gas separation applications
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
CN104302575B (zh) 2012-04-16 2017-03-22 赛尔斯通股份有限公司 通过还原二氧化碳来产生固体碳的方法
JP6242858B2 (ja) 2012-04-16 2017-12-06 シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー 炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム
WO2013158156A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 Seerstone Llc Methods and structures for reducing carbon oxides with non-ferrous catalysts
NO2749379T3 (ja) 2012-04-16 2018-07-28
WO2013158158A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 Seerstone Llc Methods for treating an offgas containing carbon oxides
US9896341B2 (en) 2012-04-23 2018-02-20 Seerstone Llc Methods of forming carbon nanotubes having a bimodal size distribution
JP6247289B2 (ja) 2012-06-29 2017-12-13 ノースイースタン ユニバーシティ ナノ要素の電界誘導組立てによって調製された３次元結晶性、均一および複合ナノ構造体
US10815124B2 (en) 2012-07-12 2020-10-27 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
CN104619637B (zh) 2012-07-12 2017-10-03 赛尔斯通股份有限公司 包含碳纳米管的固体碳产物以及其形成方法
CN104619640B (zh) 2012-07-13 2017-05-31 赛尔斯通股份有限公司 用于形成氨和固体碳产物的方法和***
US9779845B2 (en) 2012-07-18 2017-10-03 Seerstone Llc Primary voltaic sources including nanofiber Schottky barrier arrays and methods of forming same
CN103633297B (zh) * 2012-08-22 2017-05-17 清华大学 锂离子电池负极的制备方法
US9111899B2 (en) 2012-09-13 2015-08-18 Lenovo Horizontally and vertically aligned graphite nanofibers thermal interface material for use in chip stacks
WO2014085378A1 (en) 2012-11-29 2014-06-05 Seerstone Llc Reactors and methods for producing solid carbon materials
EP2934727A4 (en) 2012-12-21 2016-08-24 Porifera Inc SEPARATION SYSTEMS, ELEMENTS AND METHODS OF SEPARATION USING MEMBRANES AND STACKED SPACING DEVICES
CN103896241B (zh) * 2012-12-27 2016-03-09 北京富纳特创新科技有限公司 碳纳米管线铺设设备
US9245813B2 (en) 2013-01-30 2016-01-26 International Business Machines Corporation Horizontally aligned graphite nanofibers in etched silicon wafer troughs for enhanced thermal performance
US9090004B2 (en) 2013-02-06 2015-07-28 International Business Machines Corporation Composites comprised of aligned carbon fibers in chain-aligned polymer binder
US9627691B2 (en) 2013-02-07 2017-04-18 Ada Technologies, Inc. Metalized, three-dimensional structured oxygen cathode materials for lithium/air batteries and method for making and using the same
US9263669B2 (en) 2013-03-13 2016-02-16 International Business Machines Corporation Magnetic trap for cylindrical diamagnetic materials
US9093377B2 (en) 2013-03-13 2015-07-28 International Business Machines Corporation Magnetic trap for cylindrical diamagnetic materials
US10431354B2 (en) 2013-03-15 2019-10-01 Guardian Glass, LLC Methods for direct production of graphene on dielectric substrates, and associated articles/devices
US9783421B2 (en) 2013-03-15 2017-10-10 Seerstone Llc Carbon oxide reduction with intermetallic and carbide catalysts
US9593019B2 (en) 2013-03-15 2017-03-14 Guardian Industries Corp. Methods for low-temperature graphene precipitation onto glass, and associated articles/devices
US9783416B2 (en) 2013-03-15 2017-10-10 Seerstone Llc Methods of producing hydrogen and solid carbon
US10500544B2 (en) 2013-03-15 2019-12-10 Porifera, Inc. Advancements in osmotically driven membrane systems including multi-stage purification
US10086349B2 (en) 2013-03-15 2018-10-02 Seerstone Llc Reactors, systems, and methods for forming solid products
US9586823B2 (en) 2013-03-15 2017-03-07 Seerstone Llc Systems for producing solid carbon by reducing carbon oxides
US10115844B2 (en) 2013-03-15 2018-10-30 Seerstone Llc Electrodes comprising nanostructured carbon
WO2014182315A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Laubscher Bryan Nanotube detangler
KR101580529B1 (ko) * 2013-05-15 2015-12-30 한국항공우주연구원 전기장을 이용한 기능성 나노복합재 제조장치
KR101580113B1 (ko) * 2013-05-15 2015-12-29 한국항공우주연구원 전기장을 이용한 기능성 나노복합재 제조방법
KR101580530B1 (ko) * 2013-05-20 2015-12-30 한국항공우주연구원 국부강성의 특성을 갖는 나노복합재 제조방법
KR101580524B1 (ko) * 2013-05-20 2016-01-05 한국항공우주연구원 비전도성 기지의 전기전도성을 향상시킨 나노복합재 제조방법
KR101580531B1 (ko) * 2013-05-20 2015-12-30 한국항공우주연구원 국부적 열전달 특성을 갖는 나노복합재 제조방법
US10328513B2 (en) 2013-05-31 2019-06-25 General Electric Company Welding process, welding system, and welded article
US9193585B2 (en) 2013-06-07 2015-11-24 International Business Machines Corporation Surface modification using functional carbon nanotubes
US9082744B2 (en) 2013-07-08 2015-07-14 International Business Machines Corporation Method for aligning carbon nanotubes containing magnetic nanoparticles in a thermosetting polymer using a magnetic field
US9236575B1 (en) 2014-09-05 2016-01-12 Globalfoundries Inc. Dynamic alignment by electrical potential and flow control to single-wall carbon nanotube field effect transistors
CN104355303A (zh) * 2014-10-22 2015-02-18 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种高导电、导热碳材料薄膜及其成型工艺
US10384169B2 (en) 2014-10-31 2019-08-20 Porifera, Inc. Supported carbon nanotube membranes and their preparation methods
PL3313786T3 (pl) 2015-06-24 2020-11-02 Porifera, Inc. Sposoby odwadniania roztworów alkoholowych za pośrednictwem wymuszonej osmozy i powiązane układy
US10145005B2 (en) 2015-08-19 2018-12-04 Guardian Glass, LLC Techniques for low temperature direct graphene growth on glass
US10022676B2 (en) 2016-01-19 2018-07-17 Uchicago Argonne, Llc Magnetic nanotube composite membranes
US9872384B2 (en) 2016-05-18 2018-01-16 The Boeing Company Elongated, ultra high conductivity electrical conductors for electronic components and vehicles, and methods for producing the same
WO2018022999A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Seerstone Llc. Solid carbon products comprising compressed carbon nanotubes in a container and methods of forming same
CN110290854A (zh) 2016-12-23 2019-09-27 波里费拉公司 通过正向渗透除去醇溶液的组分和相关***
US10873026B2 (en) * 2017-03-10 2020-12-22 Wisconsin Alumni Research Foundation Alignment of carbon nanotubes in confined channels
US11112546B2 (en) 2017-08-18 2021-09-07 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for preparing coating layer having highly aligned nanomaterial in lyotropic liquid crystal matrix
KR102096470B1 (ko) * 2017-08-18 2020-04-02 한국과학기술원 유방성 액정으로 나노물질의 배향이 제어된 코팅막 제조방법
US11111146B2 (en) 2018-10-04 2021-09-07 Wootz, LLC Carbon nanotube product manufacturing system and method of manufacture thereof
US10702753B2 (en) 2018-11-08 2020-07-07 Easton Diamond Sports, Llc Strengthening ball bats and other composite structures with nano-additives
US11302554B2 (en) 2018-12-17 2022-04-12 Palo Alto Research Center Incorporated Micro assembler with fine angle control
US10926521B2 (en) 2018-12-28 2021-02-23 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system for mass assembly of thin film materials
KR102343503B1 (ko) * 2020-04-22 2021-12-24 중앙대학교 산학협력단 탄소나노튜브 정렬 방법 및 정렬된 탄소나노튜브 센서와 이의 제조방법
CN115403033B (zh) * 2022-10-09 2024-01-30 清华大学 一种锂离子电池用导电剂、负极和制备方法以及锂离子电池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5424054A (en) * 1993-05-21 1995-06-13 International Business Machines Corporation Carbon fibers and method for their production
US6630772B1 (en) * 1998-09-21 2003-10-07 Agere Systems Inc. Device comprising carbon nanotube field emitter structure and process for forming device
GB9826153D0 (en) * 1998-11-27 1999-01-20 Hoffmann La Roche Hydrazine derivatives
US6250984B1 (en) * 1999-01-25 2001-06-26 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising enhanced nanotube emitter structure and process for fabricating article
US6265466B1 (en) 1999-02-12 2001-07-24 Eikos, Inc. Electromagnetic shielding composite comprising nanotubes
US6504292B1 (en) * 1999-07-15 2003-01-07 Agere Systems Inc. Field emitting device comprising metallized nanostructures and method for making the same
US6312303B1 (en) 1999-07-19 2001-11-06 Si Diamond Technology, Inc. Alignment of carbon nanotubes
US6465132B1 (en) * 1999-07-22 2002-10-15 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising small diameter nanowires and method for making the same
US6299812B1 (en) * 1999-08-16 2001-10-09 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method for forming a fibers/composite material having an anisotropic structure
ATE355323T1 (de) 1999-12-07 2006-03-15 Univ Rice William M Orientierte nanofaser eingebunden in einer polymermatrix

Cited By (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003535802A (ja) * 2000-06-16 2003-12-02 ザ ペン ステイト リサーチ ファンデーション 炭素質物品を製造するための方法および装置
JP4896345B2 (ja) * 2000-06-16 2012-03-14 ザ ペン ステイト リサーチ ファンデーション 炭素質物品を製造するための方法および装置
JP2004532937A (ja) * 2000-11-03 2004-10-28 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド カーボンナノチューブフィラメント、リボン、および糸の紡糸、処理、および利用
JP2005521563A (ja) * 2002-03-25 2005-07-21 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル ナノ物体を集める方法
JP2003342839A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素ナノ繊維素
JP4754483B2 (ja) * 2003-07-07 2011-08-24 ルミネイション リミテッド ライアビリティ カンパニー ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法
JP2007531243A (ja) * 2003-07-07 2007-11-01 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法
JP2013241723A (ja) * 2003-07-11 2013-12-05 Cambridge Univ Technical Services Ltd 気相からの凝集物の製造
JP2016065350A (ja) * 2003-07-11 2016-04-28 ケンブリッジ・エンタープライズ・リミテッドＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ マットまたはフィルムの製造方法
JP2015007304A (ja) * 2003-07-11 2015-01-15 ケンブリッジ・エンタープライズ・リミテッドＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ 気相からの凝集物の製造
JP2016102047A (ja) * 2003-07-11 2016-06-02 ケンブリッジ・エンタープライズ・リミテッドＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ 凝集物の製造方法
JP2013241722A (ja) * 2003-07-11 2013-12-05 Cambridge Univ Technical Services Ltd 気相からの凝集物の製造
JP2007506643A (ja) * 2003-09-23 2007-03-22 インテル・コーポレーション 光双極子トラップを用いた単層カーボンナノチューブの選別方法
JP4648323B2 (ja) * 2003-09-23 2011-03-09 インテル・コーポレーション 光双極子トラップを用いた単層カーボンナノチューブの選別方法
JP2007506636A (ja) * 2003-09-25 2007-03-22 ザ ミトレ コーポレーション ヘリシティに基づく単壁管状フラーレンのバルク分離のための有向フロー法及び装置
JP2005229534A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd マイクロ波用アンテナおよびその製造方法
JP2005240269A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Lucent Technol Inc カーボン粒子ファイバのアセンブリ技術
JPWO2005082775A1 (ja) * 2004-03-02 2007-10-25 独立行政法人産業技術総合研究所 カーボンナノチューブ含有薄膜
WO2005082775A1 (ja) * 2004-03-02 2005-09-09 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology カーボンナノチューブ含有薄膜
JP4621896B2 (ja) * 2004-07-27 2011-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 単層カーボンナノチューブおよびその製造方法
JP4621900B2 (ja) * 2004-07-27 2011-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体およびその製造方法
WO2006011655A1 (ja) * 2004-07-27 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Scienceand Technology 単層カーボンナノチューブおよび配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体ならびにそれらの製造方法・装置および用途
JPWO2006011655A1 (ja) * 2004-07-27 2008-05-01 独立行政法人産業技術総合研究所 単層カーボンナノチューブおよび配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体ならびにそれらの製造方法・装置および用途
CN101010260B (zh) * 2004-07-27 2010-09-29 独立行政法人产业技术综合研究所 单层碳纳米管以及取向单层碳纳米管块结构体以及它们的制造方法、装置以及用途
JP2010159209A (ja) * 2004-07-27 2010-07-22 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体およびその製造方法
JP4649478B2 (ja) * 2004-10-01 2011-03-09 インテル・コーポレーション Ｃｎｔを選別するためにｃｎｔの流体流に静的な光を当てる方法
JP2008514544A (ja) * 2004-10-01 2008-05-08 インテル・コーポレーション Ｃｎｔを選別するためにｃｎｔの流体流に静的な光を当てる方法
JP2006131428A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology カーボンナノチューブおよびその製造方法
JP2008520413A (ja) * 2004-11-16 2008-06-19 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 金属担持カーボンナノチューブからの担持触媒調製方法
JP2006150541A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Nano Frontier Corp Ｃｎｔの配向・パターニング固化複合体とその製造方法
JP2008529956A (ja) * 2005-02-16 2008-08-07 ユニバーシティ・オブ・デイトン カーボンナノチューブの非対称末端官能基化
JP2009523193A (ja) * 2005-09-27 2009-06-18 エレクトロヴァック エージー ナノファイバー材料の処理方法およびナノファイバー材料で作られる組成物
JP2007152540A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi カーボンナノチューブ素子の製造方法
JP2007182357A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Nok Corp 炭素材料薄膜の後処理方法
JP2009533227A (ja) * 2006-03-08 2009-09-17 カナトゥ オイ 高アスペクト比構造の分離方法
WO2008050794A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-02 Kuraray Co., Ltd. Transparent conductive film, transparent electrode substrate and method for producing liquid crystal alignment film by using the same, and carbon nanotube and method for producing the same
JP2008108575A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Kuraray Co Ltd 透明導電膜、透明電極基板およびこれを用いた液晶配向膜の製造方法
JP2010538861A (ja) * 2007-08-16 2010-12-16 エアバス オペレーションズ リミティド 複合材料から部品を製造する方法および装置
JP2009158961A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Qinghua Univ スーパーキャパシタ
JP2009220209A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Denso Corp カーボンナノチューブ繊維製造方法およびカーボンナノチューブ繊維製造装置
JP2010208914A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Nec Corp ナノチューブ状物質含有膜、それを用いた半導体装置及びそれらの製造方法
JP2010254494A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Nec Corp ナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置
JP2010269979A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Nec Corp ナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置
JP2011165596A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Nara Institute Of Science & Technology 電子放出部材、電子放出装置及び電子放出部材の製造方法
KR101757194B1 (ko) * 2016-03-30 2017-07-13 (주)센서테크 웨어러블 화학가스센서 및 이의 센싱 방법
WO2022209743A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 三菱重工業株式会社 カーボンナノチューブ構造体およびカーボンナノチューブ構造体の製造方法

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