JP2013147378A

JP2013147378A - Multilayer structure and method for producing the same

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Publication number: JP2013147378A
Application number: JP2012009106A
Authority: JP
Inventors: Mizuaki Suzuki; 瑞明鈴木; Masakazu Sugiyama; 正和杉山; Mitsuhisa Umetsu; 光央梅津; Yuichiro Shimada; 友一郎嶋田
Original assignee: Seiko Instruments Inc; University of Tokyo NUC
Current assignee: Seiko Instruments Inc; University of Tokyo NUC
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: JP5826047B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer structure formed by coating firmly the surface of a bonding film with a carbon nanotube film comprising a plurality of carbon nanotubes, and capable of showing easily and effectively a characteristic of the carbon nanotubes, and to provide a method for producing the same.SOLUTION: A multilayer structure includes: a substrate; a bonding film 3 coated on at least a part on the substrate, and comprising a material which is different from the substrate; and a carbon nanotube film 4 formed in a film shape from a plurality of carbon nanotubes 10, and coated over the whole surface of the bonding film; wherein each carbon nanotube is bonded together through a selective bonding material 11 having affinity to the carbon nanotube and the bonding film respectively, and also is bonded to the bonding film through the selective bonding material.

Description

本発明は、カーボンナノチューブ膜を具備する多層構造体、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a multilayer structure having a carbon nanotube film and a method for producing the same.

従来より、半導体製造機器、液体ロケット用燃料ターボポンプ等、極めて清浄な環境下又は真空中で使用される機械装置においては、液状又はグリス状の潤滑油は使用に適さないので、固体潤滑（ドライ潤滑）技術が求められてきた。
また、近年では、半導体加工技術を応用し、極めて微細な機械的デバイスを作製するマイクロマシン技術の研究開発が行われているが、微細であるがゆえに、例えば液体の粘性や粘着性が相対的に駆動力を大きく上回り易く、潤滑油の使用は事実上不可能とされている。従って、微細領域で使用可能な固体潤滑技術がやはり望まれている。 Conventionally, in mechanical devices used in extremely clean environments or in vacuum, such as semiconductor manufacturing equipment and liquid rocket fuel turbo pumps, liquid or grease lubricants are not suitable for use. (Lubrication) technology has been demanded.
In recent years, research and development of micromachine technology for manufacturing extremely fine mechanical devices by applying semiconductor processing technology has been carried out. However, due to the fineness, for example, the viscosity and adhesiveness of liquids are relatively low. It is easy to exceed the driving force and the use of lubricating oil is virtually impossible. Therefore, a solid lubrication technique that can be used in a fine region is still desired.

そこで、上記ニーズに対応するための方法として、例えば、カーボンナノチューブを塗料等の樹脂やメッキ液に混合させ、潤滑が必要とされる面に塗布、メッキすること等で膜形成する方法（固体潤滑コートへの応用）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。 Therefore, as a method for meeting the above needs, for example, a method of forming a film by mixing carbon nanotubes with a resin such as paint or a plating solution, and coating and plating on a surface where lubrication is required (solid lubrication) Application to a coat) is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

ところで、上記カーボンナノチューブは、高い潤滑性と化学的安定性とを具備しているため、固体潤滑に応用するだけでなく、それ以外への応用も考えられている。例えば、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）への応用が考えられている。
この電気二重層キャパシタは、瞬間的に大電流の使用が可能である等、リチウムイオン充電池等の二次電池とは異なる優れた特性を持つ蓄電池として実用化されているが、現在実用化されているものでは、活性炭粉末を樹脂バインダーと共に成形したスポンジ状（多孔質状）活性炭電極を用いているのが一般的である。
そこで、近年では、比表面積を大きくして容量を増加させるために、活性炭粉末に変えてカーボンナノチューブを適用すること等が考えられている（例えば、非特許文献１参照）。 By the way, since the carbon nanotube has high lubricity and chemical stability, it is not only applied to solid lubrication but also to other applications. For example, application to an electric double layer capacitor (capacitor) is considered.
This electric double layer capacitor has been put into practical use as a storage battery having excellent characteristics different from secondary batteries such as lithium ion rechargeable batteries, such as being able to instantaneously use a large current. In general, a sponge-like (porous) activated carbon electrode obtained by molding activated carbon powder together with a resin binder is used.
Therefore, in recent years, in order to increase the specific surface area and increase the capacity, it has been considered to use carbon nanotubes instead of activated carbon powder (for example, see Non-Patent Document 1).

特開２００７−１７０５８１号公報JP 2007-170581 A 特開２００８−２１４６６６号公報JP 2008-214666 A

森本剛、「ナノカーボンの新展開（第１３章）カーボンナノチューブ・キャパシタ」、化学同人刊、２００５年、ｐ．１３３−１４２Takeshi Morimoto, “New Development of Nanocarbon (Chapter 13) Carbon Nanotube Capacitor”, Kagaku Doujin, 2005, p. 133-142

しかしながら、カーボンナノチューブを固体潤滑に応用する場合には、以下の不都合があった。
即ち、カーボンナノチューブは凝集し易く、分散性に優れない特性を有している。そのため、塗料等の樹脂やメッキ液等にカーボンナノチューブを混合させたとしても、均一に分散され難い。よって、膜表面にカーボンナノチューブが均一に現れ難く、高い潤滑性能を発揮させることが難しかった。
仮にカーボンナノチューブの混合比率を大きくした場合、カーボンナノチューブを結合させる結合力が低下してしまうので、膜剥がれやカーボンナノチューブが塗装膜等から剥がれ落ちる等の不都合が生じ易かった。そのため、上記した潤滑性の問題がどうしても生じてしまい、カーボンナノチューブの優れた特性を十分に発揮させることが難しかった。
なお、マイクロマシン技術のような極めて微細な機械的デバイスにおいては、塗装や湿式メッキ等の手法が適さず、それ例外の方法による固体潤滑が求められている。 However, when carbon nanotubes are applied to solid lubrication, there are the following disadvantages.
That is, carbon nanotubes tend to aggregate and have properties that are not excellent in dispersibility. Therefore, even if carbon nanotubes are mixed in a resin such as paint or a plating solution, it is difficult to uniformly disperse. Therefore, it is difficult for carbon nanotubes to appear uniformly on the film surface, and it is difficult to exhibit high lubrication performance.
If the mixing ratio of the carbon nanotubes is increased, the bonding force for bonding the carbon nanotubes is reduced, so that inconveniences such as film peeling and carbon nanotubes peeling off from the coating film easily occur. For this reason, the above-described lubricity problem inevitably occurs, and it has been difficult to sufficiently exhibit the excellent characteristics of the carbon nanotube.
For extremely fine mechanical devices such as micromachine technology, methods such as painting and wet plating are not suitable, and solid lubrication by an exceptional method is required.

一方、電気二重層キャパシタへの応用を行うにあたって、活性炭粉末をカーボンナノチューブに変えたとしても、やはり分散性に優れないため、樹脂バインダーを用いて電極を形成したとしても同様にカーボンナノチューブの優れた特性を十分に発揮させることが難しかった。特に、電極に応用する場合には、樹脂バインダー等は導電性を妨げ易いので、含まれないことが望ましいとされている。 On the other hand, when applying to electric double layer capacitors, even if the activated carbon powder is changed to carbon nanotubes, it is still not excellent in dispersibility, so even if an electrode is formed using a resin binder, the carbon nanotubes are also excellent. It was difficult to fully exhibit the characteristics. In particular, when applied to an electrode, it is desirable that a resin binder or the like is not included because it tends to hinder conductivity.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、結合膜の表面に複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ膜が強固に被膜され、カーボンナノチューブの特性を効果的に発揮させ易い多層構造体、及びその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to effectively exhibit the characteristics of carbon nanotubes by firmly coating a carbon nanotube film composed of a plurality of carbon nanotubes on the surface of the binding film. It is an object of the present invention to provide a multilayer structure that can be easily formed and a method for manufacturing the same.

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係る多層構造体は、基材と、該基材上における少なくとも一部分に被膜され、該基材とは異なる材料からなる結合膜と、複数のカーボンナノチューブにより膜状に形成され、前記結合膜上に全面に亘って被膜されたカーボンナノチューブ膜と、を備え、前記カーボンナノチューブは、該カーボンナノチューブ及び前記結合膜に対してそれぞれ親和性を有する選択的結合性物質を介して互いに結合し合っていると共に、該選択的結合性物質を介して前記結合膜に対して結合していることを特徴とする。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) The multilayer structure according to the present invention is formed into a film by a base material, a binding film made of a material different from the base material, coated on at least a part of the base material, and a plurality of carbon nanotubes. A carbon nanotube film coated on the entire surface of the binding film, and the carbon nanotubes are connected to each other via a selective binding substance having an affinity for the carbon nanotube and the binding film, respectively. In addition, they are bonded to each other and to the binding membrane through the selective binding substance.

本発明に係る多層構造体によれば、複数のカーボンナノチューブのそれぞれが、該カーボンナノチューブ及び結合膜の両者に対してそれぞれ親和性を有し、特異的に結合する（二重特異性を有する）選択的結合性物質を介して、互いに結合し合いながら結合膜に対して結合されている。これにより、複数のカーボンナノチューブは、結合膜に対してしっかりと繋ぎ止められた状態とされている。従って、これらカーボンナノチューブ同士が結合して膜状となったカーボンナノチューブ膜は、結合膜上に強固に被膜されている。そのため、樹脂等のバインダー成分等を特に必要とすることなく、結合膜上に全面に亘って強固に密着し、膜剥がれ等が生じ難いカーボンナノチューブ膜とすることができる。 According to the multilayer structure of the present invention, each of the plurality of carbon nanotubes has an affinity for both the carbon nanotube and the binding film, and specifically binds (has dual specificity). They are bound to the binding membrane while being bound to each other via the selective binding substance. Thereby, the plurality of carbon nanotubes are in a state of being firmly connected to the binding film. Therefore, the carbon nanotube film in which these carbon nanotubes are combined to form a film is firmly coated on the combined film. Therefore, it is possible to obtain a carbon nanotube film that does not particularly require a binder component such as a resin and is firmly adhered over the entire surface of the binding film and hardly causes film peeling.

特に、カーボンナノチューブ膜は、上記したように樹脂等のバインダー成分等を有することなく複数のカーボンナノチューブのみによって構成され、結合膜上の全面に亘って均一に被膜されている。そのため、カーボンナノチューブの特性をほぼ１００％に近い形で発揮させることができる。
従って、例えば、カーボンナノチューブ膜の表面を低摩擦、低抵抗な固体潤滑性に優れた潤滑面として利用することが可能であり、固体潤滑性を必要する機械的デバイス等に応用することができる。或いは、カーボンナノチューブ膜を電気二重層キャパシタの電極等としても応用することが可能である。 In particular, as described above, the carbon nanotube film is composed of only a plurality of carbon nanotubes without having a binder component such as a resin, and is uniformly coated over the entire surface of the bonding film. Therefore, the characteristics of the carbon nanotube can be exhibited in a form close to 100%.
Therefore, for example, the surface of the carbon nanotube film can be used as a lubrication surface excellent in solid friction with low friction and low resistance, and can be applied to a mechanical device that requires solid lubricity. Alternatively, the carbon nanotube film can be applied as an electrode of an electric double layer capacitor.

加えて、本発明によれば、選択的結合性物質を利用しているので、基材上にはカーボンナノチューブ膜を被膜させずに、結合膜上だけに被膜させることができる。よって、目的とする領域のみに容易にカーボンナノチューブ膜を被膜させることができ、従来のマスクが必要とされていた塗装やメッキ等とは異なり、製造が容易とされる。 In addition, according to the present invention, since the selective binding substance is used, it is possible to coat only the binding film without coating the carbon nanotube film on the substrate. Therefore, the carbon nanotube film can be easily coated only on the target region, and the manufacturing is facilitated unlike the painting, plating, or the like that required a conventional mask.

（２）上記本発明に係る多層構造体において、前記カーボンナノチューブは、少なくともその一端部が前記結合膜に結合していることが好ましい。 (2) In the multilayer structure according to the present invention, it is preferable that at least one end of the carbon nanotube is bonded to the bonding film.

この場合には、複数のカーボンナノチューブは、少なくともその一端部が結合膜上に結合しているので、カーボンナノチューブ膜自体がより剥がれ難くなる。 In this case, since at least one end portion of the plurality of carbon nanotubes is bonded to the binding film, the carbon nanotube film itself is more difficult to peel off.

（３）本発明に係る多層構造体の製造方法は、基材と、該基材上における少なくとも一部分に被膜され、該基材とは異なる材料からなる結合膜と、複数のカーボンナノチューブにより膜状に形成され、前記結合膜上に全面に亘って被膜されたカーボンナノチューブ膜と、を備えた多層構造体を製造する方法であって、前記基材上における少なくとも一部分に、該基材とは異なる材料を被膜させて前記結合膜を形成する結合膜形成工程と、前記カーボンナノチューブ及び前記結合膜に対してそれぞれ親和性を有する選択的結合性物質と、複数の前記カーボンナノチューブと、を溶液中に分散させてナノチューブ分散液を形成すると共に、カーボンナノチューブに対して選択的結合性物質を予め結合させておく分散工程と、前記ナノチューブ分散液を利用して前記結合膜の表面処理を行い、前記選択的結合性物質に修飾された前記カーボンナノチューブを、該選択的結合性物質を介して結合膜上に結合させ、前記カーボンナノチューブ膜を形成する結合工程と、を備えていることを特徴とする。 (3) A method for producing a multilayer structure according to the present invention includes a base material, a binding film that is coated on at least a part of the base material, and made of a material different from the base material, and a plurality of carbon nanotubes. And a carbon nanotube film coated on the entire surface of the binding film, wherein the multi-layer structure is different from the base material at least partially on the base material. A bonding film forming step of forming a bonding film by coating a material, a selective binding substance having an affinity for the carbon nanotube and the bonding film, and a plurality of the carbon nanotubes in a solution. A dispersion step of forming a nanotube dispersion liquid and preliminarily binding a selective binding substance to the carbon nanotube; and the nanotube dispersion The carbon nanotube film modified by the selective binding substance is bonded to the binding film via the selective binding substance to form the carbon nanotube film. And a joining step.

本発明に係る多層構造体の製造方法によれば、まず、基材上における少なくとも一部分に該基材と異なる材料で結合膜を形成する。つまり、カーボンナノチューブ膜を形成したい必要領域のみに結合膜を形成する。
そして、この結合膜形成工程と同時又は前後のタイミングで、複数のカーボンナノチューブと選択的結合性物質とを溶液中に分散させてナノチューブ分散液を形成する分散工程を行う。この工程によって、カーボンナノチューブに対して予め選択的結合性物質をムラなく結合させて修飾させることができる。特に、選択的結合性物質は、その特異性によってカーボンナノチューブに対して速やかに結合するので、カーボンナノチューブ同士のくっつき合いを抑制することができ、界面活性剤等と同様の働きをする。従って、カーボンナノチューブをナノチューブ分散液中に均一に分散させることができる。 According to the method for manufacturing a multilayer structure according to the present invention, first, a binding film is formed on at least a part of a base material using a material different from the base material. That is, the bonding film is formed only in the necessary region where the carbon nanotube film is to be formed.
Then, at the same time as or before and after this bonding film formation step, a dispersion step is performed in which a plurality of carbon nanotubes and a selective binding substance are dispersed in the solution to form a nanotube dispersion. By this step, the selective binding substance can be bonded to the carbon nanotubes in advance without any unevenness and modified. In particular, the selective binding substance quickly binds to the carbon nanotubes due to its specificity, so that the carbon nanotubes can be prevented from sticking to each other, and functions similarly to a surfactant or the like. Therefore, the carbon nanotube can be uniformly dispersed in the nanotube dispersion liquid.

次いで、上記各工程の終了後、上記ナノチューブ分散液を利用して結合膜の表面処理を行う結合工程を行う。これにより、選択的結合性物質が修飾された複数のカーボンナノチューブを結合膜上にムラなく均一に接触させることができ、選択的結合性物質を介して次々と結合膜上に結合させることができる。これにより、複数のカーボンナノチューブは、結合膜に対してしっかりと繋ぎ止められた状態とされる。その結果、カーボンナノチューブが複数結合して膜状となったカーボンナノチューブ膜を結合膜上に形成することができる。特に、樹脂等のバインダー成分等を特に必要とすることなく、結合膜上に全面に亘って強固に密着し、膜剥がれ等が生じ難いカーボンナノチューブ膜とすることができる。 Next, after the above steps are completed, a bonding step is performed in which a surface treatment of the bonding film is performed using the nanotube dispersion liquid. As a result, a plurality of carbon nanotubes modified with a selective binding substance can be uniformly contacted on the binding film, and can be bonded to the binding film one after another through the selective binding substance. . Thereby, the plurality of carbon nanotubes are in a state of being firmly connected to the binding film. As a result, a carbon nanotube film in which a plurality of carbon nanotubes are bonded to form a film can be formed on the bonded film. In particular, it is possible to obtain a carbon nanotube film that does not require a binder component such as a resin or the like, and is firmly adhered to the entire surface of the binding film and hardly causes film peeling.

特に本発明によれば、基材上にカーボンナノチューブ膜を被膜させることなく、結合膜上だけに被膜させることができるので、目的とする領域のみにカーボンナノチューブ膜を容易且つ確実に被膜させることができ、従来のマスクが必要とされていた塗装やメッキ等とは異なり、容易に製造することができる。また、常温程度の温度環境で製造を行えるので、量産性に優れている。 In particular, according to the present invention, since the carbon nanotube film can be coated only on the binding film without coating the carbon nanotube film on the substrate, the carbon nanotube film can be easily and surely coated only on the target region. Unlike conventional painting or plating, which required a conventional mask, it can be easily manufactured. Moreover, since it can manufacture in the temperature environment of about normal temperature, it is excellent in mass productivity.

また、カーボンナノチューブ膜は、樹脂等のバインダー成分等を有することなく複数のカーボンナノチューブによって構成されているので、カーボンナノチューブの特性をほぼ１００％に近い形で発揮させることができる。従って、例えば、カーボンナノチューブ膜の表面を低摩擦、低抵抗な固体潤滑性に優れた潤滑面として利用することが可能であり、固体潤滑性を必要する機械的デバイス等に多層構造体を応用することができる。或いは、カーボンナノチューブ膜を電気二重層キャパシタの電極等しても応用することが可能である。しかも、塗装やメッキ等を行うことなくカーボンナノチューブ膜を形成できるので、マイクロマシン技術のような極めて微細な機械的デバイスへの応用にも適している。 Moreover, since the carbon nanotube film is composed of a plurality of carbon nanotubes without having a binder component such as a resin, the characteristics of the carbon nanotube can be exhibited in a form close to 100%. Therefore, for example, the surface of the carbon nanotube film can be used as a lubrication surface with low friction and resistance and excellent solid lubricity, and the multilayer structure is applied to mechanical devices that require solid lubricity. be able to. Alternatively, the carbon nanotube film can be applied to an electrode of an electric double layer capacitor. Moreover, since the carbon nanotube film can be formed without painting or plating, it is also suitable for application to extremely fine mechanical devices such as micromachine technology.

（４）上記本発明に係る多層構造体の製造方法において、前記結合工程の際、前記ナノチューブ分散液中に前記結合膜が形成された前記基材及び電極を互いに向かい合うように浸漬させた後、結合膜と電極との間に高周波電圧を印加して、前記選択的結合性物質に修飾された前記カーボンナノチューブを高周波泳動させ、該カーボンナノチューブの少なくとも一端部を前記結合膜に結合させることが好ましい。 (4) In the method for producing a multilayer structure according to the present invention, after the bonding step, the base material on which the binding film is formed and the electrode are immersed in the nanotube dispersion so as to face each other. Preferably, a high-frequency voltage is applied between the binding film and the electrode, the carbon nanotubes modified with the selective binding substance are subjected to high-frequency migration, and at least one end of the carbon nanotube is bonded to the binding film. .

この場合には、結合膜と電極との間に高周波電圧を印加することで、予め選択的結合性物質が修飾されたカーボンナノチューブを結合膜及び電極に向けて高周波泳動させることができる、この際、カーボンナノチューブの両端部に電荷が集中し易いので、該両端部が結合膜及び電極に向いた状態に姿勢変化する。従って、上記移動中、結合膜と電極とを結ぶ電界方向に沿ってカーボンナノチューブを配向させることができる。そして、結合膜側に移動した複数のカーボンナノチューブは、次々と上記配向状態のままその一端部が結合膜に結合する。
これにより、カーボンナノチューブの少なくとも一端部側が結合膜に結合したカーボンナノチューブ膜とすることができ、該カーボンナノチューブ膜をより剥がれ難くさせることができる。 In this case, by applying a high-frequency voltage between the coupling film and the electrode, the carbon nanotubes that have been modified with the selective binding substance in advance can be electrophoresed toward the coupling film and the electrode. Since the electric charges tend to concentrate on both ends of the carbon nanotube, the posture changes so that the both ends are directed to the coupling film and the electrode. Therefore, during the movement, the carbon nanotubes can be aligned along the electric field direction connecting the coupling film and the electrode. The plurality of carbon nanotubes that have moved to the bonding film side are bonded to the bonding film at one end thereof in the aligned state one after another.
As a result, a carbon nanotube film in which at least one end side of the carbon nanotube is bonded to the binding film can be obtained, and the carbon nanotube film can be made more difficult to peel off.

本発明によれば、結合膜の表面に複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ層が強固に被膜され、カーボンナノチューブの特性を効果的に発揮させ易い多層構造体とすることができる。 According to the present invention, a carbon nanotube layer composed of a plurality of carbon nanotubes is firmly coated on the surface of the binding film, so that a multilayer structure that can easily exhibit the characteristics of the carbon nanotubes can be obtained.

本発明に係る第１実施形態を示す図であって、多層構造体の断面図である。It is a figure showing a 1st embodiment concerning the present invention, and is a sectional view of a multilayer structure. 図１に示す多層構造体のカーボンナノチューブ膜の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the carbon nanotube film of the multilayer structure shown in FIG. 図１に示す多層構造体を製造する際の一工程図であって、結合膜が形成された基材をナノチューブ分散液中に浸漬させた状態を示す図である。FIG. 2 is a process diagram when the multilayer structure shown in FIG. 1 is manufactured, and shows a state in which a base material on which a binding film is formed is immersed in a nanotube dispersion liquid. 図３に示す状態から、結合膜と電極との間に高周波電圧を印加して、カーボンナノチューブを高周波泳動させている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which is applying the high frequency voltage between the coupling film and the electrode from the state shown in FIG. 本発明に係る第２実施形態を示す図であって、多層構造体を記録再生ヘッドに応用した場合における、該記録再生ヘッドの斜視図である。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment according to the present invention, and is a perspective view of the recording / reproducing head when a multilayer structure is applied to the recording / reproducing head. 本発明に係る第３実施形態を示す図であって、多層構造体を電気二重層キャパシタに応用した場合における、該電気二重層キャパシタの断面図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is sectional drawing of this electric double layer capacitor at the time of applying a multilayer structure to an electric double layer capacitor. 第３実施形態の変形例を示す図であって、多層構造体を集積回路一体型のキャパシタに応用した場合における、該キャパシタの断面図である。It is a figure which shows the modification of 3rd Embodiment, Comprising: It is sectional drawing of this capacitor at the time of applying a multilayer structure to the capacitor of integrated circuit integrated type. 本発明に係る第４実施形態を示す図であって、多層構造体を歯車を軸支する軸部材に応用した場合における、該軸部材の断面図である。It is a figure which shows 4th Embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is sectional drawing of this axial member at the time of applying a multilayer structure to the axial member which supports a gearwheel. 図８に示す軸部材の斜視図である。It is a perspective view of the shaft member shown in FIG. 図９に示す軸部材の部分拡大断面図である。FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view of the shaft member shown in FIG. 9. 図９に示す軸部材を製造する際の一工程図である。FIG. 10 is a process diagram when the shaft member shown in FIG. 9 is manufactured. 本発明に係る第５実施形態を示す図であって、多層構造体を出力軸部に設けられた摺動電極に応用した場合における斜視図である。It is a figure which shows 5th Embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is a perspective view at the time of applying a multilayer structure to the sliding electrode provided in the output-shaft part. 図１２に示すＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. 図１２に示す摺動電極の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the sliding electrode shown in FIG. 第５実施形態の変形例を示す図であって、多層構造体を回転盤に設けられた摺動電極に応用した場合における斜視図である。It is a figure which shows the modification of 5th Embodiment, Comprising: It is a perspective view at the time of applying a multilayer structure to the sliding electrode provided in the rotary disk. 図１５に示す回転盤の上面図である。It is a top view of the turntable shown in FIG. 図１６に示すＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing shown in FIG. 図１５に示す摺動電極を製造する際の一工程図である。FIG. 16 is a process diagram for manufacturing the sliding electrode shown in FIG. 15. 図１８に示す電極に代えて回転盤を用いた場合の図である。It is a figure at the time of using a turntable instead of the electrode shown in FIG.

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。
（多層構造体の構成）
本実施形態の多層構造体１は、図１に示すように、基材２と、該基材２上に被膜された結合膜３と、該結合膜３上に被膜されたカーボンナノチューブ膜４と、で構成された３層の構造体とされている。
なお、図示の例では、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４の膜厚を誇張して図示している。 <First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Configuration of multilayer structure)
As shown in FIG. 1, the multilayer structure 1 of the present embodiment includes a base material 2, a binding film 3 coated on the base material 2, and a carbon nanotube film 4 coated on the binding film 3. , And a three-layer structure.
In the illustrated example, the thicknesses of the coupling film 3 and the carbon nanotube film 4 are exaggerated.

上記基材２は、例えばシリコン（ケイ素）ウエハや、表面に酸化膜又は窒化膜が形成されたシリコンウエハや、ガラスウエハ等が挙げられる。但し、ウエハ等の基板に限定されるものではなく、所定の形状に形成されていても構わない。 Examples of the substrate 2 include a silicon (silicon) wafer, a silicon wafer having an oxide film or a nitride film formed on the surface thereof, and a glass wafer. However, it is not limited to a substrate such as a wafer, and may be formed in a predetermined shape.

結合膜３は、例えば蒸着法やスパッタリング法等によって、基材２とは異なる材料で形成された膜体である。図示の例では、基材２上において、基材２の外縁部から若干の距離を開けた略中央部分に亘って被膜されている場合を例にしている。
この結合膜３としては、例えば金（Ａｕ）、クロム(Ｃｒ)、亜鉛（Ｚｎ）等からなる金属膜、又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）等の導電性を有する金属化合物膜等が挙げられる。 The bonding film 3 is a film body formed of a material different from that of the base material 2 by, for example, vapor deposition or sputtering. In the example shown in the figure, the case where the film is coated on the base material 2 over a substantially central portion at a slight distance from the outer edge of the base material 2 is taken as an example.
As the bonding film 3, for example, a metal film made of gold (Au), chromium (Cr), zinc (Zn), or the like, or zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO ₂ ), indium oxide (In ₂ O ₃ ). Examples thereof include a metal compound film having conductivity such as the above.

カーボンナノチューブ膜４は、図１及び図２に示すように、複数のカーボンナノチューブ１０によって膜状に形成された膜体であり、結合膜３上の全面に亘って被膜されている。この際、各カーボンナノチューブ１０は、選択的結合性物質を介して互いに結合し合っていると共に、該選択的結合性物質を介して結合膜３に対して結合している。
上記選択的結合性物質としては、例えばアミノ酸の集合体である合成ペプチドであり、より具体的には、結合膜３として用いた金属膜又は金属化合物膜に対して親和性を有し、且つカーボンナノチューブ１０に対しても親和性を有し、両者に特異的に結合する特性を有する（二重特異性を有する）ペプチド１１とされている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the carbon nanotube film 4 is a film body formed in a film shape by a plurality of carbon nanotubes 10, and is coated over the entire surface of the coupling film 3. At this time, the carbon nanotubes 10 are bonded to each other via the selective binding substance and are also bonded to the binding film 3 via the selective binding substance.
The selective binding substance is, for example, a synthetic peptide that is an aggregate of amino acids, and more specifically has an affinity for the metal film or metal compound film used as the binding film 3 and carbon. The peptide 11 has affinity for the nanotube 10 and has the property of specifically binding to both (having bispecificity).

これにより、複数のカーボンナノチューブ１０は、結合膜３に対してしっかりと繋ぎ止められた状態とされている。従って、これらカーボンナノチューブ１０同士が結合して膜状となったカーボンナノチューブ膜４は、結合膜３上に強固に被膜されている。
そのため、樹脂バインダー等を特に必要とすることなく、結合膜３上に全面に亘って強固に密着し、膜剥がれ等が生じ難いカーボンナノチューブ膜４とされている。 Thereby, the plurality of carbon nanotubes 10 are in a state of being firmly connected to the bonding film 3. Therefore, the carbon nanotube film 4 formed into a film by bonding the carbon nanotubes 10 is firmly coated on the bonding film 3.
For this reason, the carbon nanotube film 4 is firmly adhered to the entire surface of the binding film 3 without requiring a resin binder or the like, and film peeling or the like hardly occurs.

しかも、本実施形態のカーボンナノチューブ１０は、その一端部が結合膜３上に結合し、且つその他端部が結合膜３から離間した状態とされており、これにより、該結合膜３に対して確実に結合された剥がれ難いカーボンナノチューブ膜４とされている。 In addition, the carbon nanotube 10 of the present embodiment has one end bonded to the bonding film 3 and the other end separated from the bonding film 3. The carbon nanotube film 4 is securely bonded and hardly peeled off.

なお、通常ペプチド１１はアミノ酸の種類とその配列によって決定されるものであるが、本実施形態のペプチド１１としては、カーボンナノチューブ１０及び結合膜３に対してそれぞれ特異的に結合する（２重特異性を有する）ものを採用すれば良い。このようなペプチド１１としては、以下の方法で見つけ出すことが可能である。 The peptide 11 is usually determined by the type of amino acid and its sequence, but the peptide 11 of this embodiment specifically binds to the carbon nanotube 10 and the binding membrane 3 (double specific). It is sufficient to use one having a property. Such a peptide 11 can be found by the following method.

特定の材料表面やカーボンナノチューブ１０等のナノ粒子に特異的結合性を有する結合分子（ペプチド）の探索及び合成においては、ファージディスプレイ法を応用したペプチド分子ライブラリ（又はペプチド提示ファージライブラリ）を用いる。これは、進化分子工学による分子設計法としても知られている。
ランダムなアミノ酸配列を有するペプチド分子を提示した（組み込んだ）バクテリオファージの集合体（ファージライブラリ）に、結合を目的とするターゲット粒子（材料又はナノチューブ等）を添加し、ターゲットに結合したファージのみを比重などで分離・抽出し、これを複製することにより、ターゲットに特異的に結合するペプチドの配列を見いだすことができる。
この方法で、カーボンナノチューブ１０と金属や金属化合物である結合膜３の材質に特異的に結合するペプチド配列をそれぞれ見いだし、それらを化学的又は遺伝子工学的手法等により接続・合成することで２重特異性結合分子を作り出すことができる。その結果、ペプチド１１修飾されたカーボンナノチューブ１０を製造することが可能とされている。 In the search and synthesis of a binding molecule (peptide) having specific binding properties to a specific material surface or nanoparticles such as carbon nanotubes 10, a peptide molecule library (or peptide-displaying phage library) to which a phage display method is applied is used. This is also known as a molecular design method by evolutionary molecular engineering.
Add target particles (materials, nanotubes, etc.) for binding to bacteriophage aggregates (phage libraries) that display (incorporate) peptide molecules with random amino acid sequences, and only bind phages that bind to the target. By separating / extracting with specific gravity and the like and replicating it, the sequence of the peptide that specifically binds to the target can be found.
By this method, the peptide sequences that specifically bind to the carbon nanotube 10 and the material of the binding film 3 that is a metal or a metal compound are respectively found, and these are connected and synthesized by chemical or genetic engineering techniques, etc. Specific binding molecules can be created. As a result, it is possible to produce carbon nanotubes 10 modified with peptide 11.

（多層構造体の作用）
上記のように構成された多層構造体１によれば、カーボンナノチューブ膜４が樹脂等のバインダー成分等を有することなく複数のカーボンナノチューブ１０のみによって構成され、結合膜３上の全面に亘って均一に被膜されている。そのため、カーボンナノチューブ１０の特性をほぼ１００％に近い形で発揮させることができる。 (Operation of multilayer structure)
According to the multilayer structure 1 configured as described above, the carbon nanotube film 4 is composed of only a plurality of carbon nanotubes 10 without having a binder component such as a resin, and is uniform over the entire surface of the bonding film 3. Is coated. Therefore, the characteristics of the carbon nanotube 10 can be exhibited in a form close to 100%.

従って、例えば、カーボンナノチューブ膜４の表面を低摩擦、低抵抗な固体潤滑性に優れた潤滑面として利用することが可能であり、固体潤滑性を必要とする機械的デバイス等に応用することができる。或いは、カーボンナノチューブ膜４を電気二重層キャパシタの電極等としても応用することが可能である。 Therefore, for example, the surface of the carbon nanotube film 4 can be used as a lubrication surface excellent in solid lubricity with low friction and low resistance, and can be applied to mechanical devices that require solid lubricity. it can. Alternatively, the carbon nanotube film 4 can be applied as an electrode of an electric double layer capacitor.

（多層構造体の製造方法）
次に、上記した多層構造体１の製造方法について、以下に説明する。
はじめに、蒸着法やスパッタ法等により、基材２上の略中央部分に亘って該基材２とは異なる材料で結合膜３を形成する。
次いで、この結合膜形成工程と同時又は前後のタイミングで、図３に示すように、液槽１５に貯留された溶液（水系溶媒又はアルコール類等の有機溶媒等）中に、複数のカーボンナノチューブ１０とペプチド１１とを投入し、これらを分散させたナノチューブ分散液Ｗを形成する分散工程を行う。これにより、カーボンナノチューブ１０に対して予めペプチド１１をムラなく結合させて修飾させることができる。よって、ナノチューブ分散液Ｗ中にはペプチド１１が結合された（修飾された）カーボンナノチューブ１０が均一に分散された状態とされている。
なお、図中では、ナノチューブ分散液Ｗ中のペプチド１１及びカーボンナノチューブ１０の図示を省略している。 (Manufacturing method of multilayer structure)
Next, a method for manufacturing the multilayer structure 1 will be described below.
First, the bonding film 3 is formed of a material different from that of the base material 2 over a substantially central portion on the base material 2 by vapor deposition or sputtering.
Next, as shown in FIG. 3, at the same time as or before and after this bonding film formation step, a plurality of carbon nanotubes 10 are contained in a solution (an aqueous solvent or an organic solvent such as alcohol) stored in the liquid tank 15. And a peptide 11 are added, and a dispersion step for forming a nanotube dispersion W in which these are dispersed is performed. As a result, the peptide 11 can be bonded to the carbon nanotube 10 in advance without any unevenness and modified. Therefore, the carbon nanotubes 10 to which the peptide 11 is bonded (modified) are uniformly dispersed in the nanotube dispersion liquid W.
In the figure, illustration of the peptide 11 and the carbon nanotube 10 in the nanotube dispersion liquid W is omitted.

なお、カーボンナノチューブ１０を単に溶液に混入させた場合には、カーボンナノチューブ１０同士がくっ付き合い易く（絡まり易く）なることが一般的に知られており、これにより溶液中に均一に分散されない恐れがある。しかしながら本実施形態の場合には、ペプチド１１がカーボンナノチューブ１０に対して速やかに且つムラなく結合するので、カーボンナノチューブ１０同士のくっ付き合いを抑制することができ、上記界面活性剤等と同様の働きをさせることができる。従って、界面活性剤等を入れる手間や、その管理に係る手間を省略することができる。 In addition, it is generally known that when the carbon nanotubes 10 are simply mixed in the solution, the carbon nanotubes 10 are likely to stick to each other (easy to be entangled), and thus may not be uniformly dispersed in the solution. is there. However, in the case of this embodiment, since the peptide 11 is quickly and uniformly bonded to the carbon nanotubes 10, the adhesion between the carbon nanotubes 10 can be suppressed, and the same function as the above-described surfactant and the like can be achieved. Can be made. Accordingly, it is possible to omit the trouble of putting a surfactant or the like and the trouble of managing it.

次いで、上記結合膜形成工程及び分散工程の終了後、ナノチューブ分散液Ｗを利用して結合膜３の表面処理を行い、ペプチド１１に修飾されたカーボンナノチューブ１０を、該ペプチド１１を介して結合膜３上に結合させ、カーボンナノチューブ膜４を形成する結合工程を行う。
詳細には、図３に示すように、上記ナノチューブ分散液Ｗ中に結合膜３が被膜された基材２及び電極１６を浸漬させ、結合膜３と電極１６とを互いに向かい合うように配置させる。次いで、高周波電源１７により結合膜３と電極１６との間に高周波電圧を印加する。 Next, after the above-described bonding film forming step and the dispersion step are completed, the bonding film 3 is subjected to a surface treatment using the nanotube dispersion W, and the carbon nanotubes 10 modified with the peptide 11 are bonded to the bonding film via the peptide 11. 3 is bonded to form a carbon nanotube film 4.
Specifically, as shown in FIG. 3, the base material 2 and the electrode 16 coated with the bonding film 3 are immersed in the nanotube dispersion liquid W, and the bonding film 3 and the electrode 16 are disposed so as to face each other. Next, a high frequency voltage is applied between the coupling film 3 and the electrode 16 by the high frequency power source 17.

これにより、図４に示すようにペプチド１１が結合されたカーボンナノチューブ１０を、結合膜３及び電極１６に向けて高周波泳動により移動させることができる。この際、カーボンナノチューブ１０の両端部に電荷が局所的に集中し易いので、該両端部が結合膜３及び電極１６に向いた状態に姿勢変化し易い。従って、上記移動中、結合膜３と電極１６とを結ぶ電界方向（図４に示す矢印Ｖ方向）に沿ってカーボンナノチューブ１０を配向させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 4, the carbon nanotubes 10 to which the peptides 11 are bonded can be moved toward the bonding film 3 and the electrode 16 by high-frequency electrophoresis. At this time, since electric charges are likely to concentrate locally at both ends of the carbon nanotube 10, the posture is easily changed to a state in which the both ends are directed to the coupling film 3 and the electrode 16. Therefore, during the movement, the carbon nanotubes 10 can be oriented along the electric field direction (direction of the arrow V shown in FIG. 4) connecting the coupling film 3 and the electrode 16.

そして、結合膜３側に移動した複数のカーボンナノチューブ１０は、次々と上記配向状態のままその一端部が結合膜３に結合する。
これにより、複数のカーボンナノチューブ１０は、図２に示すように、一端部が結合膜３に対してしっかりと繋ぎ止められた状態とされる。その結果、カーボンナノチューブ１０が複数結合して膜状となったカーボンナノチューブ膜４を結合膜３上に形成することができ、図１に示す多層構造体１を得ることができる。また、常温程度の温度環境で製造を行えるので、量産性に優れている。
特に、樹脂等のバインダー成分等を特に必要とすることなく、結合膜３上に全面に亘って強固に密着し、膜剥がれ等が生じ難いカーボンナノチューブ膜４とすることができる。 Then, the plurality of carbon nanotubes 10 that have moved to the coupling film 3 side are bonded to the coupling film 3 at one end thereof in the aligned state one after another.
Thereby, as shown in FIG. 2, the plurality of carbon nanotubes 10 are in a state in which one end is firmly connected to the coupling film 3. As a result, the carbon nanotube film 4 formed into a film shape by combining a plurality of carbon nanotubes 10 can be formed on the bonding film 3, and the multilayer structure 1 shown in FIG. 1 can be obtained. Moreover, since it can manufacture in the temperature environment of about normal temperature, it is excellent in mass productivity.
In particular, the carbon nanotube film 4 can be made to be firmly adhered to the entire surface of the bonding film 3 and hardly peeled off without requiring a binder component such as a resin.

特に、本発明によれば、基材２上にカーボンナノチューブ膜４を被膜させることなく、結合膜３上だけに被膜させることができるので、目的とする領域のみにカーボンナノチューブ膜４を容易且つ確実に被膜させることができ、従来のマスクが必要とされていた塗装やメッキ等は異なり、容易に製造することができる。
また、カーボンナノチューブ膜４は、樹脂等のバインダー成分等を有することなく複数のカーボンナノチューブ１０によって構成されているので、カーボンナノチューブ１０の特性をほぼ１００％に近い形で発揮させることができる。 In particular, according to the present invention, the carbon nanotube film 4 can be coated only on the bonding film 3 without coating the carbon nanotube film 4 on the base material 2, so that the carbon nanotube film 4 can be easily and reliably applied only to the target region. Unlike conventional painting and plating, which required a conventional mask, it can be easily manufactured.
Moreover, since the carbon nanotube film 4 is composed of a plurality of carbon nanotubes 10 without having a binder component such as a resin, the characteristics of the carbon nanotubes 10 can be exhibited in a form close to 100%.

従って、例えばカーボンナノチューブ膜４の表面を低摩擦、低抵抗な固体潤滑性に優れた潤滑面として利用することが可能であり、固体潤滑性を必要とするデバイス等に応用することができる。或いは、カーボンナノチューブ膜４を電気二重層キャパシタの電極としても応用することが可能である。
しかも、塗装やメッキ等を行うことなくカーボンナノチューブ膜４を形成できるので、マイクロマシン技術のような極めて微細な機械的デバイスへの応用にも適している。 Therefore, for example, the surface of the carbon nanotube film 4 can be used as a lubrication surface excellent in solid lubricity with low friction and low resistance, and can be applied to devices and the like that require solid lubricity. Alternatively, the carbon nanotube film 4 can be applied as an electrode of an electric double layer capacitor.
Moreover, since the carbon nanotube film 4 can be formed without painting or plating, it is also suitable for application to extremely fine mechanical devices such as micromachine technology.

なお、カーボンナノチューブ１０は半導体型の属性を有するのものと、金属型の属性を有するものと、があるが、本実施形態では高周波泳動させた後に結合させているので、属性の異なるカーボンナノチューブ１０を自然に選り分け、金属型の属性を有するカーボンナノチューブ１０を積極的に結合膜３上に結合させ易い。そのため、電気二重層キャパシタの電極等への応用に適している。 The carbon nanotubes 10 are classified into those having a semiconductor type attribute and those having a metal type attribute. In the present embodiment, since the carbon nanotubes 10 are bonded after high-frequency migration, the carbon nanotubes 10 having different attributes are combined. Are easily selected, and the carbon nanotubes 10 having the metal type attribute are easily bonded to the bonding film 3 positively. Therefore, it is suitable for application to an electrode of an electric double layer capacitor.

なお、上記第１実施形態では、ナノチューブ分散液Ｗ中で高周波電圧を印加し、カーボンナノチューブ１０を高周波泳動させることで、結合膜３上に結合させたが、高周波泳動に限定されるものではない。例えば、ナノチューブ分散液Ｗ中に結合膜３が形成された基材２を一定時間浸漬させたり、結合膜３上にナノチューブ分散液Ｗを注出等によって接触させたりする等の各種の表面処理を行うことで、結合させても構わない。 In the first embodiment, a high-frequency voltage is applied in the nanotube dispersion W and the carbon nanotubes 10 are coupled to the coupling film 3 by performing high-frequency electrophoresis. However, the present invention is not limited to high-frequency electrophoresis. . For example, various surface treatments such as immersing the base material 2 on which the binding film 3 is formed in the nanotube dispersion W for a predetermined time, or bringing the nanotube dispersion W into contact with the binding film 3 by pouring or the like are performed. You may combine by doing.

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態では、多層構造体を機械的デバイスである記録再生ヘッドに適用した場合について説明する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the present embodiment, a case where a multilayer structure is applied to a recording / reproducing head that is a mechanical device will be described.

図５に示すように、本実施形態の記録再生ヘッド２０は、一定方向に回転する図示しないディスク（磁気記録媒体）に対して磁界を印加すること等により情報を記録再生させるヘッドであって、図示しないビームの先端に支持され、ディスク側に対向面２１ａを対向させた状態で該ディスク上を空気浮上するスライダ（基材）２１と、該スライダ２１における対向面２１ａ上に被膜された結合膜３と、該結合膜３上に被膜されたカーボンナノチューブ膜４と、を備えている。
なお、図５は、記録再生ヘッド２０をディスク側から見た状態を図示している。 As shown in FIG. 5, the recording / reproducing head 20 of this embodiment is a head that records and reproduces information by applying a magnetic field to a disk (magnetic recording medium) (not shown) that rotates in a certain direction. A slider (base material) 21 that is supported at the tip of a beam (not shown) and floats on the disk with the facing surface 21a facing the disk, and a bonding film coated on the facing surface 21a of the slider 21 3 and a carbon nanotube film 4 coated on the binding film 3.
FIG. 5 shows a state in which the recording / reproducing head 20 is viewed from the disk side.

本実施形態では、スライダ２１、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４で多層構造体２２を構成している。
スライダ２１における対向面２１ａ側には、情報を記録再生する記録再生素子２３が設けられている。そして、結合膜３は、上記記録再生素子２３を露出させるようにスライダ２１の対向面２１ａ上に部分的に形成されている。また、カーボンナノチューブ膜４は、この結合膜３上の全面に亘って形成されている。 In the present embodiment, the slider 21, the coupling film 3, and the carbon nanotube film 4 constitute a multilayer structure 22.
A recording / reproducing element 23 for recording / reproducing information is provided on the facing surface 21 a side of the slider 21. The coupling film 3 is partially formed on the facing surface 21a of the slider 21 so that the recording / reproducing element 23 is exposed. The carbon nanotube film 4 is formed over the entire surface of the coupling film 3.

このように構成された記録再生ヘッド２０により、ディスクに情報を記録再生する場合には、一定方向に回転するディスク上にビームを介してスライダ２１を移動させると、該スライダ２１はディスクから浮上する力を受けると共に、ビーム等によってディスク側に所定の力で押さえ付けられる。すると、この両者の力のバランスによって、スライダ２１はディスク上から所定距離離間した位置に空気浮上する。そして、空気浮上した状態で記録再生素子２３により情報の記録再生を行う。 When recording / reproducing information on / from a disk by the recording / reproducing head 20 configured as described above, when the slider 21 is moved via a beam onto the disk rotating in a certain direction, the slider 21 floats from the disk. In addition to receiving force, it is pressed to the disc side with a predetermined force by a beam or the like. Then, due to the balance between the two forces, the slider 21 floats at a position spaced apart from the disk by a predetermined distance. Then, information is recorded / reproduced by the recording / reproducing element 23 in a state where the air flies.

ところで、上記空気浮上中に、例えばディスクのうねり等の影響によって、スライダ２１の対向面２１ａ側がディスク上に接触する場合がある。しかしながら、本実施形態の記録再生ヘッド２０によれば、スライダ２１の対向面２１ａ側に固体潤滑性に優れたカーボンナノチューブ膜４が形成されているので、上記接触時、ディスクに対して傷等を付け難いうえ、スライダ２１自身にも接触による負荷がかかり難い。
従って、直ちに空気浮上を行わせて、再度の記録再生を行い易い。よって、安定した記録再生を行うことができる。 By the way, during the air levitation, the facing surface 21a side of the slider 21 may come into contact with the disk due to, for example, the influence of waviness of the disk. However, according to the recording / reproducing head 20 of the present embodiment, since the carbon nanotube film 4 having excellent solid lubricity is formed on the facing surface 21a side of the slider 21, the disk is scratched at the time of the contact. In addition, it is difficult to apply the load due to the contact to the slider 21 itself.
Therefore, it is easy to perform recording and reproduction again by immediately raising the air. Therefore, stable recording / reproduction can be performed.

＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態では、多層構造体を電気二重層キャパシタに適用した場合について説明する。 <Third Embodiment>
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In this embodiment, a case where a multilayer structure is applied to an electric double layer capacitor will be described.

図６に示すように、本実施形態の電気二重層キャパシタ３０は、非水電解質二次電池の１つであって、内部に収納空間Ｓを有するパッケージ３１と、収納空間Ｓ内に収納され、蓄充電可能な電気化学素子３２と、を備えており、図示しない基板等に例えばリフロー等によって表面実装可能とされたチップ状に構成されている。 As shown in FIG. 6, the electric double layer capacitor 30 of the present embodiment is one of non-aqueous electrolyte secondary batteries, and is housed in a package 31 having a storage space S therein and in the storage space S. And an electrochemical element 32 capable of accumulating and charging, and is configured in a chip shape that can be surface-mounted on a substrate or the like (not shown) by, for example, reflow.

収納空間Ｓ内における底部側には、図示しない外部接続端子に導通した導電性基板（基材）３３が配設されている。この導電性基板３３は、後述する正極３５側の集電体として機能する。同様に、収納空間Ｓ内における上部側には、図示しない外部接続端子に導通した導電性基板（基材）３４が配設されている。この導電性基板３４は、後述する負極３７側の集電体として機能する。 On the bottom side in the storage space S, a conductive substrate (base material) 33 that is electrically connected to an external connection terminal (not shown) is disposed. The conductive substrate 33 functions as a current collector on the positive electrode 35 side described later. Similarly, on the upper side in the storage space S, a conductive substrate (base material) 34 that is connected to an external connection terminal (not shown) is disposed. The conductive substrate 34 functions as a current collector on the negative electrode 37 side described later.

電気化学素子３２は、導電性基板３３に接した正極３５と、該正極３５上にセパレータ３６を挟んで重ねられ、導電性基板３４に接した負極３７と、を備えている。
正極３５及び負極３７は、それぞれ電気化学反応に関与する図示しない電極活物質（正極活物質、負極活物質）を有している。両電極３５、３７のうち正極３５は、導電性基板３３に被膜された導電性の結合膜３と、該結合膜３上に被膜されたカーボンナノチューブ膜４と、で構成されている。よって、本実施形態では、導電性基板３３、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４で一方の多層構造体３８を構成している。 The electrochemical element 32 includes a positive electrode 35 that is in contact with the conductive substrate 33, and a negative electrode 37 that is stacked on the positive electrode 35 with a separator 36 interposed therebetween and is in contact with the conductive substrate 34.
Each of the positive electrode 35 and the negative electrode 37 has an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) (not shown) that is involved in the electrochemical reaction. The positive electrode 35 of both the electrodes 35 and 37 is composed of the conductive coupling film 3 coated on the conductive substrate 33 and the carbon nanotube film 4 coated on the coupling film 3. Therefore, in the present embodiment, one of the multilayer structures 38 is configured by the conductive substrate 33, the bonding film 3, and the carbon nanotube film 4.

また、両電極３５、３７のうち負極３７は、導電性基板３４に被膜された導電性の結合膜３と、該結合膜３上に被膜されたカーボンナノチューブ膜４と、で構成されている。よって、本実施形態では、導電性基板３４、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４で他方の多層構造体３９を構成している。 In addition, the negative electrode 37 of both the electrodes 35 and 37 is composed of the conductive coupling film 3 coated on the conductive substrate 34 and the carbon nanotube film 4 coated on the coupling film 3. Therefore, in the present embodiment, the conductive substrate 34, the coupling film 3, and the carbon nanotube film 4 constitute the other multilayer structure 39.

セパレータ３６は、正極３５と負極３７とを隔離して両者の直接的な接触を規制する部材であり、例えばアルミナ等の繊維体を焼結させた焼結体とされている。また、その内部には液体電解質（非水電解質）が含浸されている。これにより、セパレータ３６は固体電解質として機能する。
ところで、上記正極３５及び負極３７を構成する結合膜３としては、固体電解質であるセパレータ３６を介して金属イオンが移動し、該金属イオンを吸蔵放出可能な金属酸化物等であれば良い。 The separator 36 is a member that separates the positive electrode 35 and the negative electrode 37 and restricts direct contact therebetween, and is a sintered body obtained by sintering a fibrous body such as alumina, for example. Moreover, the inside is impregnated with a liquid electrolyte (non-aqueous electrolyte). Thereby, the separator 36 functions as a solid electrolyte.
By the way, the binding film 3 constituting the positive electrode 35 and the negative electrode 37 may be a metal oxide or the like that can move metal ions through the separator 36 that is a solid electrolyte and can occlude and release the metal ions.

このように構成された電気二重層キャパシタ３０によれば、外部接続端子を介して正極３５と負極３７との間に電圧が印加されると、金属イオンが固体電解質であるセパレータ３６を介して正極３５と負極３７との間を移動すると共に、正極活物質及び負極活物質に吸蔵放出される。これにより、電気化学反応により電荷の授受が行われ、充放電が行われる。 According to the electric double layer capacitor 30 configured as described above, when a voltage is applied between the positive electrode 35 and the negative electrode 37 via the external connection terminal, the metal ions are positively connected via the separator 36 which is a solid electrolyte. While moving between 35 and the negative electrode 37, it is occluded and released by the positive electrode active material and the negative electrode active material. Thereby, charge is exchanged by electrochemical reaction, and charging / discharging is performed.

特に、両電極３５、３７がカーボンナノチューブ膜４を有し、該カーボンナノチューブ膜４を介してセパレータ３６に接している。そして、このカーボンナノチューブ膜４は、第１実施形態で説明したように、立設した状態で結合された複数のカーボンナノチューブ１０から構成されているので、セパレータ３６に接する表面積が非常に大きい。
しかも、カーボンナノチューブ１０は、金属型の属性を有している。従って、上記電気化学反応を効率良く行わせることができ、容量の大きい優れたキャパシタとすることができる。加えて、正極３５及び負極３７は、導電性を妨げる樹脂バインダー等を有していないので、導電性に優れている。この点においても、容量ＵＰに貢献する。 In particular, both the electrodes 35 and 37 have the carbon nanotube film 4 and are in contact with the separator 36 through the carbon nanotube film 4. And since this carbon nanotube film | membrane 4 is comprised from the some carbon nanotube 10 couple | bonded in the standing state, as demonstrated in 1st Embodiment, the surface area which touches the separator 36 is very large.
Moreover, the carbon nanotube 10 has a metal type attribute. Therefore, the electrochemical reaction can be efficiently performed, and an excellent capacitor having a large capacity can be obtained. In addition, since the positive electrode 35 and the negative electrode 37 do not have a resin binder or the like that hinders conductivity, they are excellent in conductivity. This also contributes to an increase in capacity.

なお、上記実施形態では、セパレータ３６に液体電解質に含浸させたが、収納空間Ｓ内に充填し、負極３７、正極３５及びセパレータ３６を浸漬させても構わない。この場合であっても、同様に電気化学反応を行わせることができる。 In the above embodiment, the separator 36 is impregnated with the liquid electrolyte. However, the negative electrode 37, the positive electrode 35, and the separator 36 may be immersed in the storage space S. Even in this case, the electrochemical reaction can be similarly performed.

また、本実施形態において、図７に示すように、導電性基板３３、３４を互いに接合されるシリコン製のベース基板４１及びリッド基板４２とし、これら両基板４１、４２でパッケージ４３を構成し、集積回路一体型のキャパシタ４０とすることも可能である。
この場合のキャパシタは４０、リッド基板４２にＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）と呼ばれるキャパシタ部４４が組み込まれている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the conductive substrates 33 and 34 are used as a base substrate 41 and a lid substrate 42 made of silicon to be bonded to each other, and a package 43 is constituted by these substrates 41 and 42. An integrated circuit integrated capacitor 40 can also be used.
The capacitor in this case is 40, and a capacitor part 44 called a MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is incorporated in the lid substrate 42.

上記リッド基板４２は、Ｐ型のシリコン基板とされており、その表面には高濃度の不純物がイオン注入されたｎ型半導体であるソース部４５及びドレイン部４６が間隔を開けて形成されている。また、これらソース部４５及びドレイン部４６上にはシリコン酸化層４７が形成されており、該シリコン酸化層４７上に金属膜等によってゲート部４８が形成されている。そして、上記したソース部４５、ドレイン部４６及びゲート部４８によって、キャパシタ部４４が構成されている。 The lid substrate 42 is a P-type silicon substrate, and a source portion 45 and a drain portion 46, which are n-type semiconductors into which high-concentration impurities are ion-implanted, are formed on the surface thereof with a gap therebetween. . A silicon oxide layer 47 is formed on the source part 45 and the drain part 46, and a gate part 48 is formed on the silicon oxide layer 47 with a metal film or the like. The source unit 45, the drain unit 46, and the gate unit 48 constitute the capacitor unit 44.

このように、集積回路一体型のキャパシタ４０に応用することも可能である。
なお、ゲート部４８に正電圧を印加させることで、Ｐ型のリッド基板４２とシリコン酸化層４７との境界面に電子を引き寄せて、ドレイン部４６とソース部４５との間に反転層（ｎ型）４９を形成することができ、ドレイン部４６とソース部４５との間を高コンダクタンスにすることができる。 As described above, the present invention can be applied to the integrated circuit integrated capacitor 40.
Note that, by applying a positive voltage to the gate portion 48, electrons are attracted to the interface between the P-type lid substrate 42 and the silicon oxide layer 47, and the inversion layer (n The mold 49 can be formed, and a high conductance can be provided between the drain portion 46 and the source portion 45.

＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態では、多層構造体を、回転体である歯車を軸支する軸部材に適用した場合について説明する。 <Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
This embodiment demonstrates the case where a multilayer structure is applied to the shaft member which pivotally supports the gear which is a rotary body.

図８及び図９に示すように、本実施形態の軸部材（基材）５０は、例えば時計用の歯車５１を回転可能に支持（軸支）する多段の円柱状部材であって、歯車５１の中心孔に挿通されるガイド軸部５１ａと、ガイド軸部５１ａよりも大径に形成され、歯車５１を高さ方向に位置決めする位置決め軸部５１ｂと、位置決め軸部５１ｂよりも大径に形成された大径部５１ｃと、ガイド軸部５１ａと略同じ外径に形成され、地板５２に打ち込まれる固定軸部５１ｄと、で構成される。 As shown in FIGS. 8 and 9, the shaft member (base material) 50 of the present embodiment is a multi-stage columnar member that rotatably supports (axially supports) a gear 51 for a watch, for example. The guide shaft portion 51a inserted through the center hole of the guide shaft 51a is formed with a larger diameter than the guide shaft portion 51a, and the positioning shaft portion 51b for positioning the gear 51 in the height direction is formed with a larger diameter than the positioning shaft portion 51b. The large-diameter portion 51c and the fixed shaft portion 51d that is formed to have substantially the same outer diameter as the guide shaft portion 51a and is driven into the main plate 52.

ガイド軸部５１ａの周面と、位置決め軸部５１ｂの端面と、には、図８〜図１０に示すように、結合膜３が被膜されていると共に結合膜３上にカーボンナノチューブ膜４が被膜されている。よって、本実施形態では、軸部材５０、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４で多層構造体５５を構成している。 The peripheral surface of the guide shaft portion 51a and the end surface of the positioning shaft portion 51b are coated with the bonding film 3 and the carbon nanotube film 4 is coated on the bonding film 3 as shown in FIGS. Has been. Therefore, in this embodiment, the shaft member 50, the coupling film 3, and the carbon nanotube film 4 constitute a multilayer structure 55.

このように構成された軸部材５０によれば、軸部材５０のうち、歯車５１が接触する面である、ガイド軸部５１ａの周面と位置決め軸部５１ｂの端面とにカーボンナノチューブ膜４が形成されているので、歯車５１に対する摩擦抵抗を低減でき、優れた潤滑性能を発揮させることができる。これにより、歯車５１を抵抗少なく効率良く回転させることができる。 According to the shaft member 50 configured in this way, the carbon nanotube film 4 is formed on the peripheral surface of the guide shaft portion 51a and the end surface of the positioning shaft portion 51b, which are surfaces on which the gear 51 contacts, of the shaft member 50. Therefore, the frictional resistance with respect to the gear 51 can be reduced, and excellent lubrication performance can be exhibited. Thereby, the gear 51 can be efficiently rotated with little resistance.

なお、上記軸部材５０を製造する場合には、図１１に示すように、治具（蒸着用マスク）５６を位置決め軸部５１ｂの周囲にセットして、ガイド軸部５１ａ側を露出させた後、ガイド軸部５１ａ側から蒸着法やスパッタ法等により、ガイド軸部５１ａの周面及び位置決め軸部５１ｂの端面に結合膜３を被膜させれば良い。そして、その後、ナノチューブ分散液Ｗを利用して結合膜３を表面処理することで、カーボンナノチューブ膜４を被膜させることができる。
特に、結合膜３上にだけカーボンナノチューブ膜４を被膜させることができるので、容易に製造することができる。 When the shaft member 50 is manufactured, as shown in FIG. 11, a jig (evaporation mask) 56 is set around the positioning shaft portion 51b and the guide shaft portion 51a side is exposed. The coupling film 3 may be coated on the peripheral surface of the guide shaft portion 51a and the end surface of the positioning shaft portion 51b by vapor deposition or sputtering from the guide shaft portion 51a side. Then, the carbon nanotube film 4 can be coated by surface-treating the bonding film 3 using the nanotube dispersion W.
In particular, since the carbon nanotube film 4 can be coated only on the bonding film 3, it can be easily manufactured.

＜第５実施形態＞
次に、本発明に係る第５実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態では、多層構造体を摺動電極に適用した場合について説明する。 <Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the fifth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In this embodiment, a case where a multilayer structure is applied to a sliding electrode will be described.

図１２に示すように、電動機や発電機等のモータ６０の出力軸部（基材）６１に、軸方向に間隔を開けて一対の摺動電極６２が形成されている。
この摺動電極６２は、図１３及び図１４に示すように、出力軸部６１の外周面に被膜された環状の絶縁体６３と、該絶縁体６３上に被膜された環状の結合膜３と、該結合膜３上に被膜されたカーボンナノチューブ膜４と、で構成されている。これら一対の摺動電極６２を構成する上記結合膜３には、図示しないコイルに繋がり、出力軸部６１に沿って配設されたコイル配線６４がそれぞれ電気的接続されている。
本実施形態では、出力軸部６１、絶縁体６３、結合膜３及びカーボンナノチューブ膜４で多層構造体６５を構成している。 As shown in FIG. 12, a pair of sliding electrodes 62 is formed on an output shaft portion (base material) 61 of a motor 60 such as an electric motor or a generator with an interval in the axial direction.
As shown in FIGS. 13 and 14, the sliding electrode 62 includes an annular insulator 63 coated on the outer peripheral surface of the output shaft portion 61, and an annular coupling film 3 coated on the insulator 63. And a carbon nanotube film 4 coated on the bonding film 3. The coupling film 3 constituting the pair of sliding electrodes 62 is connected to a coil (not shown) and is electrically connected to a coil wiring 64 disposed along the output shaft portion 61.
In the present embodiment, the output shaft portion 61, the insulator 63, the coupling film 3, and the carbon nanotube film 4 constitute a multilayer structure 65.

また、図示の例では、結合膜３を単層としているが、異なる金属材料を積層することで形成しても構わない。例えば、下地層として銅、仕上げ層としてニッケルを用いたり、下地層として銅、仕上げ層としてニッケル及びクロムを用いたり、下地層として銅、仕上げ層としてニッケル及び金を用いたりしても構わない。
そして、上記一対の摺動電極６２を構成するカーボンナノチューブ膜４に対して、集電装置６６の集電端子６７がそれぞれ接触している。 In the illustrated example, the coupling film 3 is a single layer, but may be formed by stacking different metal materials. For example, copper as the underlayer, nickel as the finishing layer, copper as the underlayer, nickel and chromium as the finishing layer, copper as the underlayer, and nickel and gold as the finishing layer may be used.
The current collector terminals 67 of the current collector 66 are in contact with the carbon nanotube film 4 constituting the pair of sliding electrodes 62.

このように構成されているので、出力軸部６１の回転に影響されることなく、摺動電極６２を介してコイル配線６４と集電端子６７とを確実に導通させることができる。
特に、摺動電極６２には、摩耗を防ぐ潤滑性（低摩擦）及び優れた導電性（低電気抵抗）が必要とされるが、カーボンナノチューブ膜４がこれらをともに具備している。従って、従来にはない優れた摺動電極６２とすることができる。 Since it is configured in this manner, the coil wiring 64 and the current collecting terminal 67 can be reliably conducted through the sliding electrode 62 without being affected by the rotation of the output shaft portion 61.
In particular, the sliding electrode 62 is required to have lubricity (low friction) for preventing wear and excellent conductivity (low electrical resistance), and the carbon nanotube film 4 includes both of them. Therefore, it is possible to obtain an excellent sliding electrode 62 that is not present.

なお、本実施形態において、集電端子６７がカーボンナノチューブ膜４を具備するように構成しても構わない。こうすることで、潤滑性能や導電性をさらに向上させることができる。なお、ペプチド１１同士は結合しないため、摺動電極６２側及び集電端子６７側のいずれもがカーボンナノチューブ膜４を具備したとしても、カーボンナノチューブ膜４同士が互いに吸着し合う現象は生じ難い。 In the present embodiment, the current collecting terminal 67 may be configured to include the carbon nanotube film 4. By doing so, the lubrication performance and conductivity can be further improved. In addition, since the peptides 11 are not bonded to each other, even if both the sliding electrode 62 side and the current collecting terminal 67 side include the carbon nanotube film 4, the phenomenon that the carbon nanotube films 4 are adsorbed to each other hardly occurs.

また、上記実施形態では、モータ６０の出力軸部６１に摺動電極６２を設けた構成としたが、ロボットの旋回部、関節部等に電力信号や制御信号を出力するために摺動電極を設けても構わない。
例えば、図１５及び図１６に示すように、ロボット関節等の回転軸部７０に設けられた回転盤（基材）７１上に環状の摺動電極７２が設けられている。
これら摺動電極７２は、回転盤７１の径方向に間隔を空けて４つ形成されており、図１７に示すように、結合膜３上に被膜された環状の結合膜３と、該結合膜３上に被膜された環状のカーボンナノチューブ膜４と、で構成されている。
なお、図示の例では、結合膜３は、銅からなる下地層３ａ、金からなる仕上げ層３ｂの２層とされている。 In the above embodiment, the sliding electrode 62 is provided on the output shaft portion 61 of the motor 60. However, the sliding electrode is used to output a power signal or a control signal to the turning portion or joint portion of the robot. It may be provided.
For example, as shown in FIGS. 15 and 16, an annular sliding electrode 72 is provided on a rotating disk (base material) 71 provided on a rotating shaft 70 such as a robot joint.
Four of these sliding electrodes 72 are formed at an interval in the radial direction of the turntable 71. As shown in FIG. 17, an annular coupling film 3 coated on the coupling film 3, and the coupling film And an annular carbon nanotube film 4 coated on 3.
In the illustrated example, the bonding film 3 is composed of two layers, a base layer 3a made of copper and a finishing layer 3b made of gold.

また、各摺動電極７２の結合膜３には、図１５に示すように、ロボット側の配線部７４がそれぞれ電気的接続されている。そして、各摺動電極７２を構成するカーボンナノチューブ膜４に対して、集電装置６６の集電端子６７がそれぞれ接触している。 Further, as shown in FIG. 15, a wiring part 74 on the robot side is electrically connected to the coupling film 3 of each sliding electrode 72. The current collecting terminals 67 of the current collecting device 66 are in contact with the carbon nanotube film 4 constituting each sliding electrode 72.

このように構成されているので、回転盤７１の回転に影響されることなく、摺動電極７２を介してロボット側の配線部７４と集電端子６７とを確実に導通させることができる。従って、ロボット側に電力信号や制御信号を出力することができる。 Since it is configured in this manner, the wiring part 74 on the robot side and the current collecting terminal 67 can be reliably conducted through the sliding electrode 72 without being affected by the rotation of the turntable 71. Therefore, it is possible to output a power signal and a control signal to the robot side.

なお、この場合の摺動電極７２を製造する場合には、回転盤７１上に環状の結合膜３を径方向に間隔を空けて４つ形成した後、図１８に示すように、洗浄が終了した回転盤７１をナノチューブ分散液Ｗ中に浸漬させる。この際、結合膜３と電極１６とが互いに向かい合わせとなるように浸漬させる。そして、各結合膜３と電極１６との間に高周波電圧を印加することで、結合膜３上にだけカーボンナノチューブ膜４を容易且つ確実に被膜させることができる。その後、回転盤７１をナノチューブ分散液Ｗから取り出し、乾燥等することで、製造が終了する。
このように、マスキング等をすることなく、結合膜３上にだけカーボンナノチューブ膜４を形成できるので、塗装やメッキ等とは異なり容易に製造できる。 In the case of manufacturing the sliding electrode 72 in this case, after four annular coupling films 3 are formed on the rotating disk 71 at intervals in the radial direction, the cleaning is completed as shown in FIG. The rotated disk 71 is immersed in the nanotube dispersion liquid W. At this time, the bonding film 3 and the electrode 16 are immersed so as to face each other. Then, by applying a high-frequency voltage between each coupling film 3 and the electrode 16, the carbon nanotube film 4 can be easily and reliably coated only on the coupling film 3. Thereafter, the rotating disk 71 is taken out of the nanotube dispersion W and dried, whereby the production is completed.
Thus, since the carbon nanotube film 4 can be formed only on the bonding film 3 without masking or the like, it can be easily manufactured unlike painting or plating.

なお、図１９に示すように、電極１６に代えて回転盤７１を採用し、これら回転盤７１をナノチューブ分散液Ｗ中で向かい合うように配置して、両回転盤７１の結合膜３の間に高周波電圧を印加しても構わない。こうすることで、２つの回転盤７１に対して、同時にカーボンナノチューブ膜４を被膜できるので、製造効率をさらに高めることができる。 As shown in FIG. 19, a rotating disk 71 is employed instead of the electrode 16, and these rotating disks 71 are arranged so as to face each other in the nanotube dispersion liquid W, and between the coupling films 3 of both rotating disks 71. A high frequency voltage may be applied. By carrying out like this, since the carbon nanotube film | membrane 4 can be simultaneously coated with respect to the two turntables 71, manufacturing efficiency can further be improved.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、選択的結合性物質としてペプチド１１を用いたが、ペプチド１１以外のものを採用しても構わない。また、本発明に係る多層構造体は上記した第２実施形態〜第５実施形態に示したものに応用する場合に限定されるものではなく、その以外の機械的デバイス等に応用しても構わない。 For example, in each of the above embodiments, the peptide 11 is used as the selective binding substance, but a substance other than the peptide 11 may be employed. In addition, the multilayer structure according to the present invention is not limited to the application to those shown in the second to fifth embodiments, and may be applied to other mechanical devices. Absent.

Ｗ…ナノチューブ分散液
１、２２、３８、３９、５５…多層構造体
２…基材
３…結合膜
４…カーボンナノチューブ膜
１０…カーボンナノチューブ
１１…ペプチド（選択的結合性物質）
１６…電極
２１…スライダ（基材）
３３、３４…導電性基板（基材）
４１…ベース基板（基材）
４２…リッド基板（基材）
５０…軸部材（基材）
７１…回転盤（基材） W ... nanotube dispersion liquid 1, 22, 38, 39, 55 ... multilayer structure 2 ... substrate 3 ... binding film 4 ... carbon nanotube film 10 ... carbon nanotube 11 ... peptide (selective binding substance)
16 ... Electrode 21 ... Slider (base material)
33, 34 ... conductive substrate (base material)
41 ... Base substrate (base material)
42 ... Lid substrate (base material)
50 ... Shaft member (base material)
71 ... Turntable (base material)

Claims

基材と、
該基材上における少なくとも一部分に被膜され、該基材とは異なる材料からなる結合膜と、
複数のカーボンナノチューブにより膜状に形成され、前記結合膜上に全面に亘って被膜されたカーボンナノチューブ膜と、を備え、
前記カーボンナノチューブは、
該カーボンナノチューブ及び前記結合膜に対してそれぞれ親和性を有する選択的結合性物質を介して互いに結合し合っていると共に、該選択的結合性物質を介して前記結合膜に対して結合していることを特徴とする多層構造体。 A substrate;
A binding film coated on at least a part of the substrate and made of a material different from the substrate;
A carbon nanotube film formed in a film shape by a plurality of carbon nanotubes and coated on the entire surface of the binding film, and
The carbon nanotube is
The carbon nanotubes and the binding film are bonded to each other via a selective binding substance having an affinity, and the carbon nanotube and the binding film are bonded to the binding film via the selective binding substance. A multilayer structure characterized by that.

請求項１に記載の多層構造体において、
前記カーボンナノチューブは、少なくともその一端部が前記結合膜に結合していることを特徴とする多層構造体。 The multilayer structure according to claim 1,
The multi-layer structure according to claim 1, wherein at least one end of the carbon nanotube is bonded to the binding film.

基材と、該基材上における少なくとも一部分に被膜され、該基材とは異なる材料からなる結合膜と、複数のカーボンナノチューブにより膜状に形成され、前記結合膜上に全面に亘って被膜されたカーボンナノチューブ膜と、を備えた多層構造体を製造する方法であって、
前記基材上における少なくとも一部分に、該基材とは異なる材料を被膜させて前記結合膜を形成する結合膜形成工程と、
前記カーボンナノチューブ及び前記結合膜に対してそれぞれ親和性を有する選択的結合性物質と、複数の前記カーボンナノチューブと、を溶液中に分散させてナノチューブ分散液を形成すると共に、カーボンナノチューブに対して選択的結合性物質を予め結合させておく分散工程と、
前記ナノチューブ分散液を利用して前記結合膜の表面処理を行い、前記選択的結合性物質に修飾された前記カーボンナノチューブを、該選択的結合性物質を介して結合膜上に結合させ、前記カーボンナノチューブ膜を形成する結合工程と、を備えていることを特徴とする多層構造体の製造方法。 A base material, a coating film formed on at least a part of the base material, a binding film made of a material different from the base material, and a plurality of carbon nanotubes are formed into a film shape, and the entire surface is coated on the binding film. A multi-layer structure comprising a carbon nanotube film,
A binding film forming step of forming the binding film by coating a material different from the base material on at least a part of the base material;
A selective binding substance having an affinity for each of the carbon nanotubes and the binding film and a plurality of the carbon nanotubes are dispersed in a solution to form a nanotube dispersion liquid, and selected for the carbon nanotubes. A dispersion step of preliminarily binding a mechanically binding substance;
A surface treatment of the binding film is performed using the nanotube dispersion liquid, and the carbon nanotubes modified with the selective binding substance are bonded onto the binding film via the selective binding substance, and the carbon And a bonding process for forming a nanotube film.

請求項３に記載の多層構造体の製造方法において、
前記結合工程の際、
前記ナノチューブ分散液中に前記結合膜が形成された前記基材及び電極を互いに向かい合うように浸漬させた後、結合膜と電極との間に高周波電圧を印加して、前記選択的結合性物質に修飾された前記カーボンナノチューブを高周波泳動させ、該カーボンナノチューブの少なくとも一端部を前記結合膜に結合させることを特徴とする多層構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the multilayer structure according to claim 3,
During the bonding step,
After immersing the base material and the electrode on which the binding film is formed in the nanotube dispersion liquid so as to face each other, a high frequency voltage is applied between the binding film and the electrode to form the selective binding substance. A method for producing a multilayer structure, wherein the modified carbon nanotube is subjected to high-frequency electrophoresis, and at least one end of the carbon nanotube is bonded to the binding film.