JP2008189535A - Method for accumulating carbon nano-material and hollow membrane structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーボンナノ物体の集積方法及びこの集積方法により得られる中空膜構造体に関する。より詳しくは、本発明は、レーザ光を照射することによりカーボンナノ物体、特に、カーボンナノチューブを集積する方法並びにこの集積方法により得られる中空膜構造体に関する。 The present invention relates to a method for integrating carbon nano objects and a hollow membrane structure obtained by this integration method. More specifically, the present invention relates to a method for accumulating carbon nano objects, in particular, carbon nanotubes by irradiating laser light, and a hollow membrane structure obtained by this accumulation method.
カーボンナノチューブは、１９９１年に発見された比較的新しい物質であり、炭素原子のみを構成元素とするものである。
カーボンナノチューブは、炭素原子の六員環で構成されるグラフェンシートを巻いた一次元性を有する筒形状をなす。グラフェンシートが１枚の構造のカーボンナノチューブは、単層（シングルウォール）カーボンナノチューブ（SWNT: Single Wall Carbon Nano Tube）と称される。複数のグラフェンシートからなり、多層構造をなすものは、多層（マルチウォール）カーボンナノチューブ（MWNT: Multi-Wall Carbon Nano Tube）と称される。
カーボンナノチューブの電気特性は、原子配列の態様（カイラリティ）によって、金属的性質を示したり、半導体的性質を示したりする。また、機械的強度にも優れ、多くの産業分野で注目を集めている物質である。
Carbon nanotubes are a relatively new substance discovered in 1991 and contain only carbon atoms as constituent elements.
The carbon nanotube has a one-dimensional cylindrical shape in which a graphene sheet composed of a six-membered ring of carbon atoms is wound. A carbon nanotube having a single graphene sheet structure is referred to as a single-wall carbon nanotube (SWNT). A multi-wall carbon nano tube (MWNT) is a multi-wall carbon nano tube (MWNT) that includes a plurality of graphene sheets and has a multilayer structure.
The electrical characteristics of carbon nanotubes show metallic properties or semiconducting properties depending on the atomic arrangement mode (chirality). In addition, it has excellent mechanical strength and is attracting attention in many industrial fields.
産業上利用される形態として、特許文献１乃至７に開示される技術を挙げることができる。
特許文献１や特許文献２に開示される技術は、カーボンナノチューブの導電特性を利用して電気接点を構築したり、導電性樹脂組成物を形成するものである。また、特許文献３に開示される技術は、カーボンナノチューブの導電性特性を利用して、帯電防止シートを作り出すものである。
特許文献４や特許文献５は、カーボンナノチューブの電界電子放出特性を利用し、蛍光発光型表示器を作り出すことや電子放出源を構築することを目的とする技術を開示する。
特許文献６に開示される技術は、カーボンナノチューブの優れた放熱特性を利用し、放熱板、熱交換器などを構築することを目的とするものである。
特許文献７に開示される技術は、カーボンナノチューブの高い機械的強度並びに耐腐食性を利用し、燃料電池用の熱可塑性樹脂組成物を作り出すことを目的とするものである。
As a form utilized industrially, the technique disclosed by
The techniques disclosed in
Patent Document 4 and Patent Document 5 disclose techniques aimed at creating a fluorescent light-emitting display and constructing an electron emission source using the field electron emission characteristics of carbon nanotubes.
The technique disclosed in Patent Document 6 aims to construct a heat radiating plate, a heat exchanger, and the like using the excellent heat radiating characteristics of carbon nanotubes.
The technique disclosed in Patent Document 7 aims to create a thermoplastic resin composition for a fuel cell by utilizing the high mechanical strength and corrosion resistance of carbon nanotubes.
カーボンナノチューブは、大きなアスペクト比を有する特異的構造をなす。したがって、カーボンナノチューブを配向して集積体構造を形成することにより、カーボンナノチューブの所望の電気的特性、機械的特性、熱的特性又は光学的特性を引き出すことが可能である。このため、カーボンナノチューブの配向を制御する方法に関して、数多くの研究がなされている。 Carbon nanotubes have a specific structure with a large aspect ratio. Accordingly, by aligning the carbon nanotubes to form an aggregate structure, it is possible to derive the desired electrical, mechanical, thermal, or optical properties of the carbon nanotubes. For this reason, many studies have been made on methods for controlling the orientation of carbon nanotubes.
特許文献８に開示される方法は、予め形成された細孔に電気泳動法によりカーボンナノチューブを誘導し、カーボンナノチューブの一端部を細孔に挿入する形態である。特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１に開示される方法は、基板上で配向性カーボンナノチューブ膜を形成する方法である。
The method disclosed in Patent Document 8 is a form in which carbon nanotubes are induced into a previously formed pore by electrophoresis and one end of the carbon nanotube is inserted into the pore. The methods disclosed in Patent Literature 9,
特許文献８に開示の発明によれば、細孔を形成された鋳型が必要不可欠な要素となるという問題点が存する。即ち、カーボンナノチューブの集積体は、鋳型に必ず付随するものとなり、鋳型が存しない状態で構築することはできない。
特許文献８に開示の発明を応用して、シリカゲル表面に化学修飾したカーボンナノチューブを自己集積させる方法を挙げることができる。自己集積の後にエッチング処理にてシリカゲルを除去することにより、カーボンナノチューブのみからなる集積体を構築可能であるが、エッチング処理の手間を生ずるものとなる。
According to the invention disclosed in Patent Document 8, there is a problem that a mold having pores is an indispensable element. That is, the aggregate of carbon nanotubes is necessarily attached to the template and cannot be constructed without the template.
By applying the invention disclosed in Patent Document 8, there can be mentioned a method of self-assembling carbon nanotubes chemically modified on the surface of silica gel. By removing the silica gel by the etching process after the self-assembly, it is possible to construct an integrated body made of only carbon nanotubes, but this requires a labor for the etching process.
特許文献９に開示の発明によれば、配向膜を得る工程において、７００℃程度の加熱工程を必要とする。このことは、使用される基板の材料の選択幅を制限する結果となる。例えば、特許文献９に開示の発明を、ガラス基板を有するディスプレイに適用することはできない。なぜなら、ガラス基板の融点は６５０℃以下であるからである。
特許文献１０に開示の発明によれば、結晶化が実現する狭いプロセス条件においては、基板や鋳型なしで集積体を得ることも可能と考えられるが、非常に厳格なプロセス条件の制御が要求される。
特許文献１１に開示の発明によれば、イオン液体中にカーボンナノチューブを分散させて、イオン液体中に電場を印加する方法を挙げることができるが、十分な分散状態を得るため、カーボンナノチューブ試料の精製や、混合の際に乳鉢で十分にすりつぶすなどの前工程が必要となる。
According to the invention disclosed in Patent Document 9, a heating step of about 700 ° C. is required in the step of obtaining the alignment film. This results in limiting the choice of substrate material used. For example, the invention disclosed in Patent Document 9 cannot be applied to a display having a glass substrate. This is because the melting point of the glass substrate is 650 ° C. or lower.
According to the invention disclosed in
According to the invention disclosed in
上述の如く、カーボンナノチューブやその他カーボンナノ物体の集積化技術には、未だ多くの煩雑な工程が要求されている。本発明は、化学修飾された特定のカーボンナノチューブに限定されることなく、あらゆる種類のカーボンナノ物体を集積する方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、基板や鋳型の補助を要することなくカーボンナノ物体を集積する方法を提供することである。
更には、本発明は、上述の優れた方法から得られる中空膜構造体を提供することを目的とする。
As described above, many complicated steps are still required for the technology for integrating carbon nanotubes and other carbon nano objects. An object of the present invention is to provide a method for accumulating all kinds of carbon nano objects without being limited to specific carbon nanotubes that have been chemically modified.
Another object of the present invention is to provide a method for integrating carbon nano objects without requiring the assistance of a substrate or a mold.
Furthermore, this invention aims at providing the hollow membrane structure obtained from the above-mentioned outstanding method.
請求項１記載の発明は、カーボンナノ物体を含有する液体を、固体表面に滴下する滴下工程と、光線を前記固体表面上に照射する照射工程からなり、前記照射工程が、前記光線を前記固体表面上又は該固体表面近傍で集光する段階を含むことを特徴とするカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項２記載の発明は、カーボンナノ物体を含有する水を、疎水性液体に滴下する滴下工程と、光線を前記疎水性液体中に照射する照射工程からなり、前記照射工程が、前記光線を集光する段階を含むことを特徴とするカーボンナノ物体の集積方法である。
The invention according to
Invention of
請求項３記載の発明は、前記照射工程が、前記光線の集光部分を撮像し、該撮像された部分をディスプレイに表示する段階と、該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノチューブの集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項４記載の発明は、前記カーボンナノ物体が、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバ、ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルからなる群から選択されることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the irradiation step, an image of the light condensing portion is imaged, the imaged portion is displayed on a display, and carbon nano objects are accumulated in an image displayed on the display. 3. The method of accumulating carbon nano objects according to
According to a fourth aspect of the present invention, the carbon nano object is selected from the group consisting of single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, carbon fibers, nano-onions, fullerenes, and nanocapsules. 3. The method for accumulating carbon nano objects according to
請求項５記載の発明は、前記液体が、水であることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項６記載の発明は、前記液体が、イオン性液体であることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項７記載の発明は、前記照射工程が、前記光線の集光部分を撮像し、該撮像された部分をディスプレイに表示する段階と、該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノ物体の集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備え、前記液体が粒子を含有し、該粒子が、前記カーボンナノ物体の集積体の所定の大きさよりも小さな粒子径であり、前記照射工程において、前記光線が前記粒子の近傍又は粒子上に照射されることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
The invention according to claim 5 is the carbon nano-object accumulation method according to
A sixth aspect of the present invention is the method for accumulating carbon nano objects according to the first aspect, wherein the liquid is an ionic liquid.
According to a seventh aspect of the present invention, in the irradiation step, an image of the light condensing portion is imaged, the imaged portion is displayed on a display, and carbon nano objects are accumulated in the image displayed on the display. Observing the state, and continuing to irradiate the light beam until the carbon nano-object aggregates have a predetermined size, the liquid containing particles, and the particles comprising the carbon nano-object aggregates. 2. The method of accumulating carbon nano objects according to
請求項８記載の発明は、前記疎水性液体が、イオン性液体であることを特徴とする請求項２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項９記載の発明は、前記疎水性液体が、液晶であることを特徴とする請求項２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項１０記載の発明は、前記照射工程が、前記光線の集光部分を撮像し、該撮像された部分をディスプレイに表示する段階と、該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノ物体の集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備え、前記疎水性液体が粒子を含有し、該粒子が、前記カーボンナノ物体の集積体の所定の大きさよりも小さな粒子径であり、前記照射工程において、前記光線が前記粒子の近傍又は粒子上に照射されることを特徴とする請求項２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
The invention according to claim 8 is the carbon nano object accumulation method according to
The invention according to claim 9 is the carbon nano-object accumulation method according to
According to a tenth aspect of the present invention, in the irradiation step, an image of the light condensing portion is imaged, the imaged portion is displayed on a display, and carbon nano objects are accumulated in an image displayed on the display. Observing the state and continuing to irradiate the light beam until the carbon nano-object aggregates have a predetermined size, the hydrophobic liquid containing particles, and the particles comprising the carbon nano-
請求項１１記載の発明は、前記カーボンナノ物体の表面に官能基が付与されることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項１２記載の発明は、前記カーボンナノ物体の表面が、界面活性剤により被覆されることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
The invention according to
The invention according to
請求項１３記載の発明は、前記光線が、紫外領域から赤外領域の波長を有することを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項１４記載の発明は、前記光線が、単一波長の光線であることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項１５記載の発明は、前記光線の出力が、その集光点において、１ｍＷ以上１０Ｗ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
A thirteenth aspect of the present invention is the method for accumulating carbon nano objects according to the first or second aspect, wherein the light beam has a wavelength from an ultraviolet region to an infrared region.
The invention according to claim 14 is the carbon nano object accumulation method according to
The invention according to
請求項１６記載の発明は、前記照射工程が、光線を移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
請求項１７記載の発明は、光線を移動させる光線移動工程を更に備え、前記照射工程を実行し、カーボンナノ物体を集積させた後に、前記光線移動工程が行われることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法である。
A sixteenth aspect of the present invention is the carbon nanoobject accumulation method according to the first or second aspect, wherein the irradiation step includes a step of moving a light beam.
The invention according to claim 17 further includes a light beam moving step of moving a light beam, wherein the light beam moving step is performed after the irradiation step is performed and the carbon nano objects are accumulated. Alternatively, the carbon nano object accumulation method according to 2.
請求項１８記載の発明は、内部に空洞部を備える略球状の外殻体を備え、該外殻体は、複数のカーボンナノ物体が集積してなることを特徴とする中空膜構造体である。
請求項１９記載の発明は、前記カーボンナノ物体が、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバ、ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルからなる群から選択されることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２０記載の発明は、前記カーボンナノ物体が、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバからなる群から選択され、前記カーボンナノ物体それぞれが、前記外殻体中で放射状に配向してなることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
The invention according to claim 18 is a hollow membrane structure comprising a substantially spherical outer shell having a hollow portion therein, wherein the outer shell is formed by integrating a plurality of carbon nano objects. .
The invention according to claim 19 is characterized in that the carbon nano object is selected from the group consisting of single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, carbon fibers, nano-onions, fullerenes, and nanocapsules. The hollow membrane structure according to claim 18, wherein the structure is a hollow membrane structure.
The invention according to claim 20 is characterized in that the carbon nano object is selected from the group consisting of a single-walled carbon nanotube, a multi-walled carbon nanotube, a carbon nanohorn, a carbon nanocoil, a carbon microcoil, and a carbon fiber, The hollow membrane structure according to claim 18, wherein the hollow membrane structure is oriented radially in the outer shell.
請求項２１記載の発明は、前記空洞部に粒子を備えることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２２記載の発明は、前記空洞部に液晶を備えることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２３記載の発明は、前記空洞部にイオン性液体を備えることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２４記載の発明は、前記中空膜構造体の直径が、１００ｎｍ以上１ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
The invention according to claim 21 is the hollow membrane structure according to claim 18, characterized in that the hollow portion is provided with particles.
A twenty-second aspect of the invention is the hollow membrane structure according to the eighteenth aspect of the invention, wherein the cavity is provided with a liquid crystal.
The invention according to claim 23 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the hollow portion is provided with an ionic liquid.
The invention according to claim 24 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the diameter of the hollow membrane structure is 100 nm or more and 1 cm or less.
請求項２５記載の発明は、前記カーボンナノ物体が疎水性を有することを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２６記載の発明は、前記カーボンナノ物体が親水性を有することを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２７記載の発明は、前記カーボンナノ物体が官能基を付与されてなることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
請求項２８記載の発明は、前記カーボンナノ物体が界面活性剤により被覆されてなることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体である。
The invention according to claim 25 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the carbon nano object has hydrophobicity.
The invention according to claim 26 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the carbon nano object has hydrophilicity.
The invention according to claim 27 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the carbon nano object is provided with a functional group.
The invention according to claim 28 is the hollow membrane structure according to claim 18, wherein the carbon nano object is coated with a surfactant.
本発明のある実施形態によれば、固体表面にカーボンナノ物体を含有する液体を滴下する工程と、液体が滴下された固体表面に光線を照射する工程により、カーボンナノ物体を集積させることが可能である。
本明細書中で用いられるカーボンナノ物体との用語は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバ、ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルなどのカーボンナノ構造体を総称した概念である。本発明に使用されるカーボンナノ物体は、これらのカーボンナノ構造体のうち特定の１つの種類のものであってもよいし、これらを混合したものであってもよい。
According to an embodiment of the present invention, it is possible to accumulate carbon nano objects by a step of dripping a liquid containing carbon nano objects on a solid surface and a step of irradiating light onto the solid surface on which the liquid is dripped. It is.
As used herein, the term carbon nano object refers to carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, carbon fibers, nano-onions, fullerenes, and nanocapsules. This is a general concept of the body. The carbon nano object used in the present invention may be a specific one of these carbon nano structures, or may be a mixture thereof.
光線を照射する工程において、照射される光線は固体表面上又はその近傍で集光される。集光部分は、ビデオカメラなどの撮像装置で撮像され、撮像装置により得られた動画がコンピュータディスプレイなどの表示手段に表示される。
カーボンナノ物体は、集光部分を中心として集積し、集積体（中空膜構造体）を形成する。集積体の大きさは、光線の照射時間により定まる。即ち、光線の照射時間が長くなれば、集積体の大きさは増大する。光線の照射時間を調整することにより、集積体の大きさを１００ｎｍ以上１ｃｍ以下の範囲で制御可能となる。
In the step of irradiating light, the irradiated light is collected on or near the solid surface. The condensing part is imaged by an imaging device such as a video camera, and a moving image obtained by the imaging device is displayed on a display means such as a computer display.
The carbon nano objects are accumulated around the condensing part to form an aggregate (hollow membrane structure). The size of the aggregate is determined by the irradiation time of the light beam. That is, as the irradiation time of the light becomes longer, the size of the aggregate increases. By adjusting the irradiation time of the light beam, the size of the integrated body can be controlled in the range of 100 nm to 1 cm.
集積体の形状は、略球状であり、外殻はカーボンナノ物体で構成され、内部に空洞部が形成される。カーボンナノ物体がアスペクト比の高い物質、即ち、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル或いはカーボンファイバである場合、これらのカーボンナノ物体は、放射状に配向する。 The shape of the aggregate is substantially spherical, the outer shell is composed of carbon nano objects, and a cavity is formed inside. When the carbon nano object is a material having a high aspect ratio, that is, a single-walled carbon nanotube, a multi-walled carbon nanotube, a carbon nanohorn, a carbon nanocoil, a carbon microcoil, or a carbon fiber, these carbon nanoobjects are oriented radially.
ある実施形態において、固体表面に滴下される液体は水である。他の実施形態において、固体表面に滴下される液体はイオン性液体である。固体表面に滴下される液体が水である場合、集積体内部の空洞部には水が配されることとなる。一方、固体表面に滴下される液体がイオン性液体である場合には、集積体内部の空洞部にはイオン性液体が配されることとなる。
ある実施形態において、固体表面に滴下される液体中には粒子が含有される。粒子の大きさは、形成しようとする集積体の大きさよりも小さな大きさである。固体表面上に滴下された粒子近傍で光線を集光させることで、集積体内部の空洞部には粒子を配することが可能となる。
集積体外殻をなすカーボンナノ物体が上記のアスペクト比の高い物質であるとき、集積体内部に配されたイオン性液体、粒子等に集中的に熱エネルギ、電気エネルギを加えることが可能となる。
集積体外殻をなすカーボンナノ物体に官能基を付与することにより、集積体に所望の特性を与えることが可能となる。したがって、集積体を疎水性とすることや親水性とすることも適宜行なうことができる。或いは、カーボンナノ物体表面を界面活性剤で被覆することにより分散性を向上させ、集積体の分散性を向上させることが可能となる。
このように、鋳型や基板の補助を要することなく集積して形成された集積体（中空膜構造体）は、例えば、電気二重層キャパシタ材料（特開２００５−７９５０５号公報参照）、電磁波受信装置用素子（特開２００６−８６７３６号公報参照）、電磁波侵入防止空間形成用材料（特開２００５−１９１３８４号公報参照）、電界電子放出素子（特開２００６−１８２６０１号公報参照）、薬剤搬送用カプセル（特開２００４−１８２６０１号公報参照）、細胞培養用担体（特開２００６−２２３２７３号公報参照）などに適用可能である。
In certain embodiments, the liquid dropped onto the solid surface is water. In other embodiments, the liquid dropped onto the solid surface is an ionic liquid. When the liquid dropped on the solid surface is water, water is disposed in the cavity inside the integrated body. On the other hand, when the liquid dropped on the solid surface is an ionic liquid, the ionic liquid is disposed in the cavity inside the integrated body.
In one embodiment, particles are contained in the liquid dropped onto the solid surface. The size of the particles is smaller than the size of the aggregate to be formed. By condensing the light beam in the vicinity of the particles dropped on the solid surface, the particles can be arranged in the cavity inside the aggregate.
When the carbon nano object forming the outer shell of the aggregate is a substance having a high aspect ratio as described above, it becomes possible to intensively apply heat energy and electric energy to the ionic liquid, particles, etc. arranged inside the aggregate.
By imparting a functional group to the carbon nano objects forming the outer shell of the aggregate, it is possible to give desired characteristics to the aggregate. Therefore, the aggregate can be made hydrophobic or hydrophilic as appropriate. Alternatively, the dispersibility can be improved by coating the surface of the carbon nano object with a surfactant, and the dispersibility of the aggregate can be improved.
As described above, an integrated body (hollow membrane structure) formed without being required to support a mold or a substrate is, for example, an electric double layer capacitor material (see JP-A-2005-79505), an electromagnetic wave receiver, or the like. Element (see JP 2006-86736 A), electromagnetic wave intrusion prevention space forming material (see JP 2005-191384 A), field electron emission device (see JP 2006-182601 A), capsule for drug delivery (See JP 2004-182601 A), cell culture carriers (see JP 2006-223273 A) and the like.
ある実施形態において、照射される光線は、紫外領域から赤外領域の波長を有する。また、ある実施形態において、照射される光線は、単一波長である。これら光線の中で特に好ましくは、赤外レーザ光（例えば、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ））である。赤外レーザを用いることにより、レーザ光と水との相互作用を最小限に抑えることが可能となる。
また、光線の集光点における出力が１ｍＷ以上１０Ｗ以下であることが好ましい。１ｍＷ未満又は１０Ｗを超える範囲であると、十分な集積作用を得られなくなるためである。
In some embodiments, the irradiated light has a wavelength from the ultraviolet region to the infrared region. In some embodiments, the irradiated light has a single wavelength. Among these light beams, infrared laser light (for example, YAG laser (wavelength: 1064 nm)) is particularly preferable. By using an infrared laser, the interaction between the laser beam and water can be minimized.
Moreover, it is preferable that the output in the condensing point of a light ray is 1 mW or more and 10 W or less. This is because if it is less than 1 mW or more than 10 W, a sufficient accumulation action cannot be obtained.
ある実施形態において、照射される光線の位置は可変である。これにより、カーボンナノ物体が分散した液体中の所望の位置で、カーボンナノ物体の集積体を形成可能である。ある実施形態においては、カーボンナノ物体の集積体を形成した後、光線照射位置が変更される。光線の移動に伴い、集積体は液体中を移動することとなる。したがって、形成された集積体を液体中所望の位置に移動させることが可能である。 In some embodiments, the position of the irradiated light beam is variable. As a result, an aggregate of carbon nano objects can be formed at a desired position in the liquid in which the carbon nano objects are dispersed. In an embodiment, the light irradiation position is changed after forming the carbon nano object aggregate. As the light beam moves, the aggregate moves in the liquid. Therefore, the formed aggregate can be moved to a desired position in the liquid.
ある実施形態においては、カーボンナノ物体を含有する水を、疎水性液体に滴下する工程と、光線を疎水性液体に照射する工程により、カーボンナノ物体集積体を形成する。疎水性液体は、イオン性液体であってもよく、液晶であってもよい。また、疎水性液体が粒子を含有するものであってもよい。
この手法によっても、上述の効果と同様の作用を得ることができる。
In one embodiment, the carbon nano object aggregate is formed by dropping water containing carbon nano objects into the hydrophobic liquid and irradiating the hydrophobic liquid with light. The hydrophobic liquid may be an ionic liquid or a liquid crystal. Further, the hydrophobic liquid may contain particles.
Also by this method, the same operation as the above effect can be obtained.
以下、本発明に係るカーボンナノ物体の集積方法及び中空膜構造体の実施形態について、図を参照しつつ説明する。
図１は、中空膜構造体の模式図であり、図１（ａ）は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバ等のアスペクト比の高いカーボンナノ物体からなる中空膜構造体を示し、図１（ｂ）は、その他のカーボンナノ物体（ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセル）からなる中空膜構造体を示す。
ここで、カーボンナノ物体との用語は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバ、ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルなどのカーボンナノ構造体を総称した概念である。
Hereinafter, embodiments of a carbon nano object accumulation method and a hollow membrane structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a hollow membrane structure, and FIG. 1 (a) shows carbon with a high aspect ratio such as single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, and carbon fibers. A hollow membrane structure composed of nano objects is shown, and FIG. 1 (b) shows a hollow membrane structure composed of other carbon nano objects (nano onions, fullerenes, nano capsules).
Here, the term carbon nano object generically refers to carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, carbon fibers, nano-onions, fullerenes, and nanocapsules. It is a concept.
中空膜構造体（１）は、全体として、球形状をなし、所定肉厚の外殻体（２）を備える。外殻体（２）は球形状をなし、その中心部分には、空洞部（３）が形成される。
図１（ａ）に示す如く、アスペクト比の高いカーボンナノ物体で中空膜構造体（１）の外殻体（２）を形成する場合、外殻体（２）中のカーボンナノ物体は、長手方向軸が中空膜構造体（１）の中心から放射状に半径方向に向かうように配向する。
ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルで外殻体（２）を構成した場合には、外殻体（２）中でこれらカーボンナノ物体が集積し、球形状を構成することとなる。
The hollow membrane structure (1) as a whole has a spherical shape and includes an outer shell (2) having a predetermined thickness. The outer shell (2) has a spherical shape, and a hollow portion (3) is formed at the center thereof.
As shown in FIG. 1A, when the outer shell body (2) of the hollow membrane structure (1) is formed of carbon nano objects having a high aspect ratio, the carbon nano objects in the outer shell body (2) are elongated. Orientation is such that the directional axis is radially directed from the center of the hollow membrane structure (1).
When the outer shell (2) is composed of nano onions, fullerenes, and nanocapsules, these carbon nano objects are accumulated in the outer shell (2) to form a spherical shape.
図２は、図１に示す中空膜構造体（１）を形成する方法のフローチャートである。
本発明のカーボンナノ物体の集積方法は、滴下工程と、照射工程からなる。
図３は、図２に示す滴下工程を示す。
滴下工程において、カーボンナノ物体を含有した液体を収容した容器（１０）が用意される。図３に示す例においては、カーボンナノ物体として、カーボンナノチューブが模式的に示されている。容器（１０）中に収容される液体は、水又はイオン性液体（Ionic Liquid）であり、カーボンナノ物体は液体中でランダムな配向を以って分散している。
FIG. 2 is a flowchart of a method for forming the hollow membrane structure (1) shown in FIG.
The method for accumulating carbon nano objects of the present invention includes a dropping step and an irradiation step.
FIG. 3 shows the dropping step shown in FIG.
In the dropping step, a container (10) containing a liquid containing carbon nano objects is prepared. In the example shown in FIG. 3, carbon nanotubes are schematically shown as carbon nano objects. The liquid contained in the container (10) is water or an ionic liquid, and the carbon nano objects are dispersed in the liquid with random orientation.
ここで、イオン性液体とは、一般によく知られているように、常温溶融塩又は単に溶融塩と称される液体であり、イオンのみから構成されているにもかかわらず、常温・常圧で液体として存在し、有機カチオンと無機アニオンから構成される液体のことをいう。この液体は、１９９２年に大気中で安定な有機カチオンと無機アニオンから構成されるイオン性液体が見出されて以来、大きな注目を集めている。
このイオン性液体は、熱及び化学的安定性に優れ、不燃性・不揮発性といった特徴を備える。本発明において、イオン性液体は上記の構成・性質を備える任意のものを選択可能である。
尚、本発明に好適なイオン性液体として、下記の化学式１乃至４で表されるカチオン（より好ましくは、第４級アンモニウムイオン）と、陰イオン（X-）からなるものを例示的に列挙することができる。
Here, the ionic liquid, as is generally well known, is a liquid called a normal temperature molten salt or simply a molten salt, and is composed of only ions, but at normal temperature and normal pressure. A liquid that exists as a liquid and is composed of an organic cation and an inorganic anion. This liquid has attracted a great deal of attention since the discovery of an ionic liquid composed of organic cations and inorganic anions that are stable in the atmosphere in 1992.
This ionic liquid is excellent in heat and chemical stability, and has characteristics such as nonflammability and non-volatility. In the present invention, as the ionic liquid, any one having the above configuration and properties can be selected.
Examples of ionic liquids suitable for the present invention include those composed of cations (more preferably, quaternary ammonium ions) represented by the following
滴下工程において、固体表面（１１）が示される。図３に示す例において、固体表面として、薄板状の平滑な表面を有するガラス板が用意されている。
容器（１０）中の液体は、液体中に混合されたカーボンナノ物質とともに固体表面（１１）上に滴下される。そして、液体は固体表面（１１）上で液層を形成する。固体表面（１１）上で形成された液層中で、カーボンナノ物体はランダムな配向を以って分散する。
In the dropping step, the solid surface (11) is shown. In the example shown in FIG. 3, a glass plate having a thin flat surface is prepared as the solid surface.
The liquid in the container (10) is dropped onto the solid surface (11) together with the carbon nanomaterial mixed in the liquid. The liquid then forms a liquid layer on the solid surface (11). In the liquid layer formed on the solid surface (11), the carbon nano objects are dispersed with random orientation.
図４は、照射工程を示す。
照射工程において、光線を固体表面（１１）下面から照射する。光線の照射経路途中には、対物レンズ（１５）が配され、光線は集光される。固体表面（１１）は、ガラス基板などの光透過性を有する材質であり、光線は対物レンズ（１５）を通過した後、固体表面（１１）を透過する。対物レンズ（１５）による集光作用により、固体表面（１１）上又は固体表面（１１）近傍の液層中に集光点（Ｆ）が作り出される。
図４に示す例において、固体表面（１１）上方にはビデオカメラなどの撮像装置（１２）が配される。撮像装置（１２）により得られた動画データは、コンピュータなどの画像解析装置（１３）に送られ、この動画データは解析装置（１３）が備えるディスプレイ上に表示される。
FIG. 4 shows the irradiation process.
In the irradiation step, light is irradiated from the lower surface of the solid surface (11). An objective lens (15) is arranged in the middle of the light irradiation path, and the light is collected. The solid surface (11) is a light transmissive material such as a glass substrate, and the light beam passes through the solid surface (11) after passing through the objective lens (15). A condensing point (F) is created in the liquid layer on the solid surface (11) or in the vicinity of the solid surface (11) by the condensing action by the objective lens (15).
In the example shown in FIG. 4, an imaging device (12) such as a video camera is disposed above the solid surface (11). The moving image data obtained by the imaging device (12) is sent to an image analysis device (13) such as a computer, and the moving image data is displayed on a display included in the analysis device (13).
照射される光線は、複数波長を含むものであってもよいが、単一波長からなるものが好ましい。また照射される光線の波長は、紫外領域（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）又は赤外領域（３μｍ以上４０μｍ以下）に属することが好ましい。図４に示す例においては、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を用い、光ピンセット装置を用いて、レーザ光が照射されている。したがって、光ピンセット装置の操作により、光線の照射位置を上下左右に移動させることが可能である。したがって、レーザ光照射位置を調整可能であり、固体表面（１１）上の液層中の所望の位置に集光点（Ｆ）を作り出すことができる。
また、集光点（Ｆ）における出力は１ｍＷ以上１０Ｗ以下に調製されている。
The irradiated light may include a plurality of wavelengths, but is preferably composed of a single wavelength. Moreover, it is preferable that the wavelength of the irradiated light belongs to the ultraviolet region (200 nm to 400 nm) or the infrared region (3 μm to 40 μm). In the example shown in FIG. 4, a YAG laser (wavelength: 1064 nm) is used, and laser light is irradiated using an optical tweezers device. Therefore, it is possible to move the irradiation position of the light beam up, down, left and right by operating the optical tweezers. Therefore, the laser beam irradiation position can be adjusted, and the condensing point (F) can be created at a desired position in the liquid layer on the solid surface (11).
Moreover, the output in the condensing point (F) is adjusted to 1 mW or more and 10 W or less.
図５は画像解析装置（１３）のディスプレイ上に表示される動画データを示す。図５（ａ）は光線照射前の状態を示し、図５（ｂ）は光線照射直後の状態を示し、図５（ｃ）は光線照射後、数秒経過した状態を示す。
図５（ａ）に示す如く、光線照射前において、カーボンナノ物体はランダムな配向で分散している。
図５（ｂ）に示す如く、照射工程を開始すると、液層中に集光点（Ｆ）が現れる。集光点周囲に存在するカーボンナノ物体は、一端部が集光点（Ｆ）の方向に向くようにその配向を変え、集光点（Ｆ）に向かって移動を開始する。
図５（ｃ）に示す如く、その後、カーボンナノ物体は、その一端部（Ｆ）が集光点（Ｆ）に達すると、停止する。集光点（Ｆ）周囲に存するカーボンナノ物体がこのような動作をする結果、集光点（Ｆ）を中心に、カーボンナノ物体が集積され、集光点（Ｆ）周りに集積したカーボンナノ物体は、集光点（Ｆ）を中心とした放射状の配向を示すこととなる。
このようにカーボンナノ物体が集積して形成された中空膜構造体（１）の大きさは、光線の照射時間の増減により、直径１００ｎｍ以上１ｃｍ以下の範囲で調節可能である。光線の照射時間を長くすると、中空膜構造体（１）の大きさは増大する。
FIG. 5 shows moving image data displayed on the display of the image analysis apparatus (13). FIG. 5 (a) shows the state before the light irradiation, FIG. 5 (b) shows the state immediately after the light irradiation, and FIG. 5 (c) shows the state after several seconds have passed after the light irradiation.
As shown in FIG. 5A, before the light irradiation, the carbon nano objects are dispersed in a random orientation.
As shown in FIG. 5B, when the irradiation process is started, a condensing point (F) appears in the liquid layer. The orientation of the carbon nano-object existing around the condensing point is changed so that one end portion is directed to the condensing point (F), and the movement starts toward the condensing point (F).
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the carbon nano object stops when its one end (F) reaches the condensing point (F). As a result of the carbon nano objects existing around the condensing point (F) performing such operations, the carbon nano objects are accumulated around the condensing point (F), and the carbon nano objects accumulated around the condensing point (F) are collected. The object will exhibit a radial orientation centered on the focal point (F).
Thus, the magnitude | size of the hollow membrane structure (1) formed by integrating | stacking a carbon nano object can be adjusted in the range of diameter 100nm or more and 1 cm or less by increase / decrease in the irradiation time of a light ray. When the light irradiation time is lengthened, the size of the hollow membrane structure (1) increases.
上記のように中空膜構造体（１）を形成した後、光線照射状態を維持しつつ、光ピンセットを操作して、集光点（Ｆ）の位置を上下左右に移動させてもよい。これにより、形成された中空膜構造体（１）を液層中の所望の位置に移動させることが可能となる。 After forming the hollow membrane structure (1) as described above, the position of the condensing point (F) may be moved vertically and horizontally by operating the optical tweezers while maintaining the light irradiation state. Thereby, it becomes possible to move the formed hollow membrane structure (1) to a desired position in the liquid layer.
このようにして、図１（ａ）に示すような中空膜構造体（１）が形成されることとなる。尚、カーボンナノ物体として、カーボンナノホーンを用いても、同様の中空膜構造体（１）を形成することが可能となる。また、カーボンナノ物体として、ナノオニオン、フラーレン、ナノカプセルを用いると、図１（ｂ）に示すような、中空膜構造体（１）を形成することが可能となる。
尚、液体として水を用いる場合には、空洞部（３）は水で満たされることとなり、液体としてイオン性液体を用いる場合には、空洞部（３）はイオン性液体で満たされることとなる。
Thus, a hollow membrane structure (1) as shown in FIG. 1 (a) is formed. In addition, even if carbon nanohorn is used as the carbon nano object, the same hollow membrane structure (1) can be formed. Further, when a nano onion, fullerene, or nanocapsule is used as the carbon nano object, a hollow membrane structure (1) as shown in FIG. 1B can be formed.
When water is used as the liquid, the cavity (3) is filled with water, and when ionic liquid is used as the liquid, the cavity (3) is filled with ionic liquid. .
図６は、滴下工程の他の実施形態を示す。
図６に示す滴下工程において、容器（１０）内には、カーボンナノ物体（Ｃ）の他、微粒子（Ｐ）が液体中で混合されている。そして、容器（１０）中の液体が固体表面（１１）上に滴下され、固体表面（１１）上に液層が形成される。
液層中には、カーボンナノ物体（Ｃ）の他、粒子（Ｐ）が含まれることとなる。微粒子（Ｐ）の大きさは、形成しようとする中空膜構造体（１）の大きさよりも小さく、図６に示す実施形態においては、高分子微粒子が用いられている。
FIG. 6 shows another embodiment of the dropping step.
In the dropping step shown in FIG. 6, in the container (10), fine particles (P) are mixed in the liquid in addition to the carbon nano objects (C). And the liquid in a container (10) is dripped on a solid surface (11), and a liquid layer is formed on a solid surface (11).
The liquid layer contains particles (P) in addition to the carbon nano objects (C). The size of the fine particles (P) is smaller than the size of the hollow membrane structure (1) to be formed. In the embodiment shown in FIG. 6, polymer fine particles are used.
図７は、照射工程を行なう前後のディスプレイに現れる動画データを示す。
照射工程は、図４に関連して示した方法と同様に行なわれる。
図７（ａ）に示す如く、ディスプレイ中には、複数のカーボンナノ物体（Ｃ）と１つの粒子（Ｐ）が現れている。照射工程において、粒子（Ｐ）の近傍又は粒子（Ｐ）上に集光点（Ｆ）が位置する。
カーボンナノ物質（Ｃ）は、図５に関連して説明した態様と同様の移動動作を示し、集光点（Ｆ）周囲に集積する。この結果、粒子（Ｐ）はカーボンナノ物体に取り囲まれることとなる。
この工程により、中空膜構造体（１）の空洞部（３）には、微粒子（Ｐ）が収容されることとなる。
FIG. 7 shows moving image data appearing on the display before and after performing the irradiation process.
The irradiation process is performed in the same manner as the method shown in relation to FIG.
As shown in FIG. 7A, a plurality of carbon nano objects (C) and one particle (P) appear in the display. In the irradiation step, the condensing point (F) is positioned in the vicinity of the particle (P) or on the particle (P).
The carbon nanomaterial (C) exhibits the same movement operation as that described with reference to FIG. 5 and accumulates around the condensing point (F). As a result, the particles (P) are surrounded by the carbon nano objects.
By this step, the fine particles (P) are accommodated in the hollow portion (3) of the hollow membrane structure (1).
図８は、滴下工程の他の実施形態を示す。
図８に示す滴下工程において、２つの容器（１０，１００）が用意される。容器（１０）内には、カーボンナノ物体が混合された水が収容される。容器（１００）内には疎水性液体が収容される。容器（１００）内に収容される液体としては、液晶、疎水性を有するイオン性液体を上げることができる。
容器（１０）中の水を、容器（１００）中の疎水性液体中に滴下すると、疎水性液体中に水で占められる閉領域（１１０）が形成される。閉領域（１１０）中において、カーボンナノ物体が、ランダムな配向を以って分散している。
FIG. 8 shows another embodiment of the dropping step.
In the dropping step shown in FIG. 8, two containers (10, 100) are prepared. The container (10) contains water mixed with carbon nano objects. A hydrophobic liquid is accommodated in the container (100). As the liquid stored in the container (100), liquid crystal or hydrophobic ionic liquid can be used.
When the water in the container (10) is dropped into the hydrophobic liquid in the container (100), a closed region (110) occupied by water in the hydrophobic liquid is formed. In the closed region (110), the carbon nano objects are dispersed with random orientation.
図９は、照射工程の他の実施形態を示す。
図８に示された容器（１００）は、光透過性材料からなり、その下方に撮像装置（１２）が配され、撮像装置（１２）は容器（１００）内のカーボンナノ物体の移動動作を撮像する。撮像装置（１２）により得られた動画データは、画像解析装置（１３）に送られ、画像解析装置（１３）が備えるディスプレイに表示される。
容器（１００）上方から光線が照射される。そして、対物レンズ（１５）を介して、容器（１００）内の疎水性液体中に集光点（Ｆ）が作り出される。
FIG. 9 shows another embodiment of the irradiation process.
The container (100) shown in FIG. 8 is made of a light-transmitting material, and an imaging device (12) is disposed below the container (100). The imaging device (12) moves the carbon nano objects in the container (100). Take an image. The moving image data obtained by the imaging device (12) is sent to the image analysis device (13) and displayed on a display included in the image analysis device (13).
Light is irradiated from above the container (100). And a condensing point (F) is created in the hydrophobic liquid in the container (100) via the objective lens (15).
集光点（Ｆ）が作り出されると、閉領域（１１０）中で分散するカーボンナノ物体は、集光点（Ｆ）に向かって移動する。この移動態様は、図５に関連して説明したものと同様である。
疎水性液体中に粒子を混合させてもよい。集光点（Ｆ）を粒子上又はその近傍で作り出すことで中空膜構造体（１）の空洞部（３）中に粒子を収容させることができる。
When the focal point (F) is created, the carbon nano objects dispersed in the closed region (110) move toward the focal point (F). This movement mode is the same as that described with reference to FIG.
Particles may be mixed in the hydrophobic liquid. By creating the condensing point (F) on or near the particle, the particle can be accommodated in the cavity (3) of the hollow membrane structure (1).
疎水性液体が、液晶である場合、中空膜構造体（１）の空洞部（３）は液晶で占められることとなる。また、疎水性液体が、イオン性液体である場合、中空膜構造体（１）の空洞部（３）はイオン性液体で占められることとなる。 When the hydrophobic liquid is a liquid crystal, the cavity (3) of the hollow membrane structure (1) is occupied by the liquid crystal. Further, when the hydrophobic liquid is an ionic liquid, the hollow portion (3) of the hollow membrane structure (1) is occupied by the ionic liquid.
図１０は、上記方法により形成された中空膜構造体（１）の光学顕微鏡写真を示す。
図１０の中空膜構造体（１）は、固体表面（１１）上にカーボンナノチューブが混合されたイオン性液体を滴下し、固体表面（１１）上の液層に集光点（Ｆ）を作り出し、形成されたものである。
図１０に示す如く、中空膜構造体（１）は略球状であり、中空膜構造体（１）内部には空洞部（３）が形成されている。そして、空洞部（３）内部はイオン性液体で占められている。
図１０に示す中空膜構造体（１）の外径は約６０μｍである。
FIG. 10 shows an optical micrograph of the hollow membrane structure (1) formed by the above method.
In the hollow membrane structure (1) of FIG. 10, an ionic liquid mixed with carbon nanotubes is dropped on the solid surface (11) to create a condensing point (F) in the liquid layer on the solid surface (11). , Formed.
As shown in FIG. 10, the hollow membrane structure (1) is substantially spherical, and a hollow portion (3) is formed inside the hollow membrane structure (1). And the inside of a cavity part (3) is occupied with the ionic liquid.
The outer diameter of the hollow membrane structure (1) shown in FIG. 10 is about 60 μm.
上記説明において、カーボンナノ物体は何ら表面処理を施されていないため、形成される中空膜構造体（１）は疎水性である。しかしながら、カーボンナノ物体に水酸基で化学的修飾を施し、親水性を中空膜構造体（１）に与えてもよい。或いは、カーボンナノ物体表面をドデシル硫酸ナトリウム（SDS）などの界面活性剤で被覆し、分散性の向上を図ってもよい。 In the above description, since the carbon nano object is not subjected to any surface treatment, the formed hollow membrane structure (1) is hydrophobic. However, the carbon nano object may be chemically modified with a hydroxyl group to impart hydrophilicity to the hollow membrane structure (1). Alternatively, the surface of the carbon nano object may be coated with a surfactant such as sodium dodecyl sulfate (SDS) to improve dispersibility.
本発明は、導電性樹脂材料、水素貯蔵材料、電気二重層キャパシタ用材料、電磁波受信装置用材料、電磁波侵入防止剤、電磁波閉じ込め材料、電界電子放出素子、薬剤搬送用カプセルや細胞培養用担体に利用可能である。 The present invention relates to a conductive resin material, a hydrogen storage material, an electric double layer capacitor material, an electromagnetic wave receiving device material, an electromagnetic wave intrusion preventive agent, an electromagnetic wave confining material, a field electron emission device, a drug transport capsule, and a cell culture carrier. Is available.
１・・・・・中空膜構造体
１１・・・・固体表面
２・・・・・外殻体
３・・・・・空洞部
DESCRIPTION OF
Claims (28)
光線を前記固体表面上に照射する照射工程からなり、
前記照射工程が、前記光線を前記固体表面上又は該固体表面近傍で集光する段階を含むことを特徴とするカーボンナノ物体の集積方法。 A dropping step of dropping a liquid containing carbon nano-objects on the solid surface;
Comprising an irradiation step of irradiating the solid surface with light rays,
The method of integrating carbon nano objects, wherein the irradiation step includes a step of condensing the light beam on or near the solid surface.
光線を前記疎水性液体中に照射する照射工程からなり、
前記照射工程が、前記光線を集光する段階を含むことを特徴とするカーボンナノ物体の集積方法。 A dripping step of dripping water containing carbon nano objects into a hydrophobic liquid;
Comprising an irradiation step of irradiating light into the hydrophobic liquid,
The method for integrating carbon nano objects, wherein the irradiation step includes a step of condensing the light beam.
該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノチューブの集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法。 The step of irradiating the focused portion of the light beam and displaying the captured portion on a display;
2. The method of observing an accumulation state of carbon nano objects in an image displayed on the display and continuing to irradiate the light beam until the carbon nanotube accumulation body has a predetermined size. Alternatively, the method for accumulating carbon nano objects according to 2.
該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノ物体の集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備え、
前記液体が粒子を含有し、
該粒子が、前記カーボンナノ物体の集積体の所定の大きさよりも小さな粒子径であり、
前記照射工程において、前記光線が前記粒子の近傍又は粒子上に照射されることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノ物体の集積方法。 The step of irradiating the focused portion of the light beam and displaying the captured portion on a display;
Observing the accumulation state of the carbon nano objects in the image displayed on the display, and continuing to irradiate the light until the carbon nano object accumulation has a predetermined size,
The liquid contains particles;
The particles have a particle size smaller than a predetermined size of the carbon nanobody aggregate;
2. The method for accumulating carbon nano objects according to claim 1, wherein, in the irradiation step, the light beam is irradiated in the vicinity of or on the particle.
該ディスプレイに表示された像中のカーボンナノ物体の集積状態を観察し、該カーボンナノ物体の集積体が所定の大きさとなるまで、前記光線を照射し続ける段階を備え、
前記疎水性液体が粒子を含有し、
該粒子が、前記カーボンナノ物体の集積体の所定の大きさよりも小さな粒子径であり、
前記照射工程において、前記光線が前記粒子の近傍又は粒子上に照射されることを特徴とする請求項２記載のカーボンナノ物体の集積方法。 The step of irradiating the focused portion of the light beam and displaying the captured portion on a display;
Observing the accumulation state of the carbon nano objects in the image displayed on the display, and continuing to irradiate the light until the carbon nano object accumulation has a predetermined size,
The hydrophobic liquid contains particles;
The particles have a particle size smaller than a predetermined size of the carbon nanobody aggregate;
3. The method for accumulating carbon nano objects according to claim 2, wherein, in the irradiation step, the light beam is irradiated in the vicinity of or on the particles.
前記照射工程を実行し、カーボンナノ物体を集積させた後に、前記光線移動工程が行われることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボンナノ物体の集積方法。 A light beam moving step for moving the light beam;
3. The method for accumulating carbon nano objects according to claim 1, wherein the light moving step is performed after the irradiation step is performed and the carbon nano objects are accumulated.
該外殻体は、複数のカーボンナノ物体が集積してなることを特徴とする中空膜構造体。 It has a substantially spherical outer shell with a hollow part inside,
The outer shell is a hollow membrane structure in which a plurality of carbon nano objects are accumulated.
前記カーボンナノ物体それぞれが、前記外殻体中で放射状に配向してなることを特徴とする請求項１８記載の中空膜構造体。 The carbon nano object is selected from the group consisting of single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, carbon microcoils, and carbon fibers;
The hollow membrane structure according to claim 18, wherein each of the carbon nano objects is radially oriented in the outer shell.
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