JP6212677B1 - 単層カーボンナノチューブ分離装置、単層カーボンナノチューブ分離方法 - Google Patents

Abstract

本発明の単層カーボンナノチューブ分離装置（１０）は、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを含む単層カーボンナノチューブ分散液（３０）を収容する分離槽（１１）と、分離槽（１１）内に設置された第１の電極（１２）および第２の電極（１３）と、分離槽（１１）内にて第１の電極（１２）と第２の電極（１３）の間であって、分離槽（１１）の高さ方向の下方に設置された隔壁（１４）と、を備える。

Description

本発明は、単層カーボンナノチューブ分離装置および単層カーボンナノチューブ分離方法に関する。

近年、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノメートルサイズの構造を有する炭素材料であるナノカーボン材料が注目されている。これらの中でも、カーボンナノチューブは、電気的、機械的に特異な性質を示すことから、特に注目されている。

カーボンナノチューブは、一様な平面のグラフェンシートを丸めて円筒状にしたような構造を有する。カーボンナノチューブの中でも、１本の円筒からなるものを単層カーボンナノチューブと言う。一方、カーボンナノチューブの中でも、複数の円筒が同軸で重なりあった構造を有するものを多層カーボンナノチューブと言う。単層カーボンナノチューブは、直径がナノメートルオーダーと非常に細いため、量子サイズ効果が顕著に現われる。

単層カーボンナノチューブは、円筒の巻き方（カイラリティ）の違いにより、金属的な性質を示す金属型単層カーボンナノチューブと、半導体的な性質を示す半導体型単層カーボンナノチューブとに分類される。
半導体型単層カーボンナノチューブは、電界効果やドーピング効果により外部から電気伝導性を変調できる。また、半導体型単層カーボンナノチューブは、分散媒に分散することにより半導体インクとして用いることができる。そのため、半導体型単層カーボンナノチューブは、印刷・塗布プロセスで作製できる薄膜トランジスタやセンサへの応用が期待されている。

しかしながら、現在の単層カーボンナノチューブの合成方法では、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブの作り分けが実現されていない。すなわち、現在の単層カーボンナノチューブの合成方法で得られる単層カーボンナノチューブは、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブの混合物である。したがって、単層カーボンナノチューブをエレクトロニクス分野に応用するためには、単層カーボンナノチューブの合成後に、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する分離技術が必要となる。

このような課題を解決するために、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する方法が提案されている。
金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する方法としては、例えば、直流電気泳動法を用いた分離方法（例えば、特許文献１参照）、誘電泳動法を用いた金属型単層カーボンナノチューブの分離方法（例えば、非特許文献１参照）、密度勾配遠心分離を用いた分離方法（例えば、非特許文献２参照）、ＤＮＡラッピングによるイオン吸着クロマトグラフィーを用いた分離方法（例えば、非特許文献３参照）、ゲル電気泳動を用いた分離方法（例えば、特許文献２参照）、ゲルへの吸着を用いた金属型・半導体型単層カーボンナノチューブの分離方法、無担体電気泳動法を用いた金属型・半導体型単層カーボンナノチューブの分離方法（例えば、特許文献３）等が知られている。

特開２００８−５５３７５号公報 特許第５１７７６２４号公報 特開２０１１−１６８４１７号公報

Ｒ．Ｋｒｕｐｋｅ ｅｔ ａｌ．，Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｖｏｌ．１８，ｐｐ．１４６８−１４７０（２００６）． Ｍ．Ｓ．Ａｒｎｏｌｄ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１，ｐｐ．６０−６５（２００６）． Ｔ．Ｔａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．９，ｐｐ．１４９７−１５００（２００９）．

上記の無担体電気泳動法を用いた金属型・半導体型単層カーボンナノチューブの分離方法は、界面活性剤として非イオン性界面活性剤を用いて、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離している。そのため、この方法によって分離された金属型単層カーボンナノチューブおよび半導体型単層カーボンナノチューブは、電子デバイスに応用した場合に、電子デバイスの特性を劣化させ難いことが知られている。ゆえに、無担体電気泳動法による単層カーボンナノチューブの分離方法は、電子デバイス材料として用いられる単層カーボンナノチューブの分離、精製に好適に用いられる方法である。しかしながら、この分離方法は、無担体電気泳動法を用いるため、分離槽内で対流現象が生じると、単層カーボンナノチューブが撹拌されてしまい、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブの分離が困難になるという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、分離槽内において、単層カーボンナノチューブを含む分散液の対流現象が生じることを抑制し、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを安定に分離することが可能な単層カーボンナノチューブ分離装置および単層カーボンナノチューブ分離方法を提供することを目的とする。

本発明の単層カーボンナノチューブ分離装置は、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを含む単層カーボンナノチューブ分散液を収容する分離槽と、前記分離槽内に設置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間であって、前記分離槽の高さ方向の下方に設置された隔壁と、を備える。

本発明によれば、分離槽内において、単層カーボンナノチューブを含む分散液の対流現象が生じることを抑制し、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを安定に分離することができる。

第１の実施形態における単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。 第２の実施形態における単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。 第３の実施形態における単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。 第４の実施形態における単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。

本発明の単層カーボンナノチューブ分離装置および単層カーボンナノチューブ分離方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

［第１の実施形態］
（単層カーボンナノチューブ分離装置）
図１は、本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１０は、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを含む単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する分離槽１１と、分離槽１１内に設置された第１の電極１２および第２の電極１３と、分離槽１１内にて第１の電極１２と第２の電極１３の間であって、分離槽１１の高さ方向の下方に設置された隔壁１４と、を備える。

第１の電極１２は、分離槽１１内にて、その高さ方向の上方（分離槽１１内にて、その高さの半分より上の領域、分離槽１１の底面１１ａとは反対側の領域）に、配置されている。
第２の電極１３は、分離槽１１内にて、その高さ方向の下方（分離槽１１内にて、その高さの半分より下の領域、分離槽１１の底面１１ａ側の領域）に、配置されている。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１０では、例えば、第１の電極１２が陽極、第２の電極１３が陰極である。

隔壁１４は、分離槽１１内にて、第１の電極１２と第２の電極１３の間であって、分離槽１１の高さの半分より下の領域（分離槽１１の底面１１ａ側の領域）に設けられている。この隔壁１４によって、分離槽１１内が、第１の電極１２が設置された第１の領域２１（分離槽１１内にて、その高さの半分より上の領域）と、第２の電極１３が設置された第２の領域２２（分離槽１１内にて、その高さの半分より下の領域）とに区画されている。

分離槽１１は、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容できるものであれば、その形状や大きさは特に限定されない。
分離槽１１の材質は、単層カーボンナノチューブ分散液３０に対して安定なものであれば特に限定されないが、例えば、ガラス、アクリル樹脂等が挙げられる。

第１の電極１２および第２の電極１３としては、無担体電気泳動に用いることができ、単層カーボンナノチューブ分散液３０に対して安定なものであれば特に限定されない。第１の電極１２および第２の電極１３としては、例えば、白金電極等が挙げられる。

隔壁１４としては、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブが透過することができるものであれば特に限定されない。隔壁１４としては、例えば、ガラスフィルタ、金属製メッシュ等が挙げられる。隔壁１４の孔径（ポアサイズ）は、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブが透過可能であれば、特に限定されない。

（単層カーボンナノチューブ分離方法）
図１を用いて、単層カーボンナノチューブ分離装置１０を用いた、単層カーボンナノチューブ分離方法を説明するとともに、単層カーボンナノチューブ分離装置１０の作用を説明する。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１０において、処理対象となる単層カーボンナノチューブ分散液３０は、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブの混合物（以下、「単層カーボンナノチューブ混合物」と言う。）が、界面活性剤を含む分散媒に分散されてなる分散液である。

単層カーボンナノチューブ分散液３０の分散媒としては、単層カーボンナノチューブ混合物を分散できるものであれば特に限定されない。分散媒としては、例えば、水、重水、有機溶媒等が挙げられる。これらの分散媒の中でも、単層カーボンナノチューブが変質しないことから、水または重水が好適に用いられる。

界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤等が用いられる。単層カーボンナノチューブにナトリウムイオン等のイオン性の不純物が混入することを防ぐためには、非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。

単層カーボンナノチューブ分散液３０を調製する方法としては、特に限定されず、公知の方法が用いられる。例えば、単層カーボンナノチューブ混合物と界面活性剤を含む分散媒の混合液を超音波処理して、分散媒に、単層カーボンナノチューブ混合物を分散させる方法が挙げられる。この超音波処理により、凝集していた金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブの混合物が十分に分離し、単層カーボンナノチューブ分散液３０は、分散媒に金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブが均一に分散したものとなる。したがって、後述する無担体電気泳動法により、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離しやすくなる。なお、超音波処理により分散しなかった金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブは、超遠心分離により分離、除去することが好ましい。

このようにして得られた単層カーボンナノチューブ分散液３０を、分離槽１１に収容する。

次いで、無担体電気泳動法により、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する。より詳細には、第１の電極１２と第２の電極１３に、所定時間（例えば、１時間〜２４時間）、直流電圧を印加することにより、全体として正電荷を有する金属型単層カーボンナノチューブを第２の電極１３（陰極）側に引き寄せる。このとき、全体として極めて弱い電荷を有する半導体性単層カーボンナノチューブは第２の電極１３側に引き寄せられない。よって、単層カーボンナノチューブ分散液３０は、相対的に、金属型単層カーボンナノチューブの含有量が多い金属型単層カーボンナノチューブ含有分散液相（以下、「分散液相Ａ」と言う。）と、半導体性単層カーボンナノチューブの含有量が多い半導体性単層カーボンナノチューブ含有分散液相（以下、「分散液相Ｂ」と言う。）との２相に相分離する。本実施形態では、隔壁１４を介して、分離槽１１の高さの半分より下の第２の領域２２に分散液相Ａが形成され、分離槽１１の高さの半分より上の第１の領域２１に分散液相Ｂが形成される。

第１の電極１２と第２の電極１３に印加する電圧は、特に限定されず、第１の電極１２と第２の電極１３との間の距離や単層カーボンナノチューブ分散液３０における単層カーボンナノチューブ混合物の含有量等に応じて適宜調整される。

次いで、分離した分散液相Ａと分散液相Ｂとをそれぞれ分取する。
分取の方法は、特に限定されず、分散液相Ａと分散液相Ｂが拡散混合しない方法であればいかなる方法であってもよい。
分取の方法としては、例えば、第１の電極１２と第２の電極１３への電圧の印加を止め、それぞれの相から、静かにピペットにより少量ずつに吸い出す方法が挙げられる。
また、分取の方法としては、予め第１の電極１２付近および第２の電極１３付近に分散液の吸出口を設置し、第１の電極１２と第２の電極１３に電圧を印加したまま、連続的に吸出しを行う方法が挙げられる。この方法は、第１の電極１２の近傍または第２の電極１３の近傍において、単層カーボンナノチューブ分散液３０における金属型単層カーボンナノチューブの含有量または半導体型単層カーボンナノチューブの含有量が多くなることを利用する方法である。

分取された分散液を、再び、分離槽１１に収容し、上述と同様にして、無担体電気泳動法により、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する操作を繰り返し実施することにより、より純度が高い金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを得ることができる。

本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１０およびそれを用いた単層カーボンナノチューブ分離方法によれば、第１の電極１２または第２の電極１３において、単層カーボンナノチューブ分散液３０における金属型単層カーボンナノチューブの含有量または半導体型単層カーボンナノチューブの含有量が多くなるため、分離槽１１内において、単層カーボンナノチューブ分散液３０の対流現象が生じることを抑制することができる。これにより、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを安定に分離することができ、結果として、より純度が高い金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを得ることができる。

［第２の実施形態］
（単層カーボンナノチューブ分離装置）
図２は、本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１００は、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する分離槽１１０と、分離槽１１０内に設置された第１の電極１２０および第２の電極１３０と、分離槽１１０内にて第１の電極１２０と第２の電極１３０の間であって、分離槽１１０の高さ方向の下方に設置された隔壁１４０と、を備える。

分離槽１１０は、第１の管１１１と、第１の管１１１の外周を囲むように設けられた第２の管１１２とからなる二重管構造をなしている。また、第１の管１１１と第２の管１１２は、分離槽１１０の底面１１０ａ側において連通している。ここで、第１の管１１１と第２の管１１２が連通しているとは、第１の管１１１と第２の管１１２の間で、単層カーボンナノチューブ分散液３０の移動が可能であることを示す。
第１の管１１１および第２の管１１２の高さ方向と垂直な断面の形状は、特に限定されないが、円形状であることが好ましい。すなわち、第１の管１１１および第２の管１１２は、円筒形状であることが好ましい。また、第１の管１１１と第２の管１１２は、同心円状に配置されていることが好ましい。

第１の電極１２０は、第１の管１１１内にて、その高さ方向の下方（第１の管１１１（分離槽１１０）内にて、その高さの半分より下の領域、分離槽１１０の底面１１０ａ側の領域、図２では、第１の管１１１における分離槽１１０の底面１１０ａ側の端部）に設置されている。
第２の電極１３０は、第１の管１１１と第２の管１１２の隙間１１３に設置されている。また、第２の電極１３０は、第２の管１１２内にて、その高さ方向の上方（第２の管１１２（分離槽１１０）内にて、その高さの半分より上の領域、分離槽１１０の底面１１０ａとは反対側の領域、図２では、第２の管１１２における分離槽１１０の開口部１１０ｂ側の端部）に設置されている。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１００では、例えば、第１の電極１２０が陽極、第２の電極１３０が陰極である。

隔壁１４０は、分離槽１１０内にて、第１の電極１２０と第２の電極１３０の間、言い換えれば、第１の管１１１と第２の管１１２の隙間１１３において、分離槽１１０の高さの半分より下の領域（分離槽１１０の底面１１０ａ側の領域）に設けられている。この隔壁１４０によって、分離槽１１０内が、第１の電極１２０が設置された第１の領域１５１（分離槽１１０内にて、第１の管１１１内の領域および第２の管１１２の高さの半分より下の領域）と、第２の電極１３０が設置された第２の領域１５２（分離槽１１０内にて、第２の管１１２の高さの半分より上の領域）とに区画されている。

分離槽１１０を構成する第１の管１１１および第２の管１１２のとしては、上記の分離槽１１と同様の材質からなるものが用いられる。
第１の電極１２０および第２の電極１３０としては、上記の第１の電極１２および第２の電極１３と同様のものが用いられる。
隔壁１４０としては、上記の隔壁１４と同様のものが用いられる。

（単層カーボンナノチューブ分離方法）
図２を用いて、単層カーボンナノチューブ分離装置１００を用いた、単層カーボンナノチューブ分離方法を説明するとともに、単層カーボンナノチューブ分離装置１００の作用を説明する。

まず、単層カーボンナノチューブ分散液３０を、分離槽１１０に収容する。このとき、第１の管１１１内と、第２の管１１２内（第１の管１１１と第２の管１１２の隙間１１３）とに、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する。

次いで、第１の実施形態と同様にして、無担体電気泳動法により、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する。これにより、単層カーボンナノチューブ分散液３０を、分散液相Ａと、分散液相Ｂとの２相に相分離する。本実施形態では、隔壁１４０を介して、上記の第２の領域１５２に分散液相Ａが形成され、上記の第１の領域１５１に分散液相Ｂが形成される。

次いで、第１の実施形態と同様にして、分離した分散液相Ａと分散液相Ｂとをそれぞれ分取する。

分取された分散液は、第１の実施形態と同様にして、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する操作を繰り返し実施することが好ましい。

本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置１００およびそれを用いた単層カーボンナノチューブ分離方法によれば、第１の電極１２０の近傍または第２の電極１３０の近傍において、単層カーボンナノチューブ分散液３０における金属型単層カーボンナノチューブの含有量または半導体型単層カーボンナノチューブの含有量が多くなるため、分離槽１１０内において、単層カーボンナノチューブ分散液３０の対流現象が生じることを抑制することができる。これにより、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを安定に分離することができ、結果として、より純度が高い金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを得ることができる。

［第３の実施形態］
（単層カーボンナノチューブ分離装置）
図３は、本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置２００は、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する分離槽２１０と、分離槽２１０内に設置された第１の電極２２０および第２の電極２３０と、分離槽２１０内にて第１の電極２２０と第２の電極２３０の間であって、分離槽２１０の高さ方向の下方に設置された隔壁２４０と、を備える。

分離槽２１０は、第２の実施形態における分離槽１１０と同様に、第１の管２１１と、第１の管２１１の外周を囲むように設けられた第２の管２１２とからなる二重管構造をなしている。また、第１の管２１１と第２の管２１２は、分離槽２１０の底面２１０ａ側において連通している。

第１の電極２２０は、第１の管２１１内にて、その高さ方向の上方（第１の管２１１（分離槽２１０）内にて、その高さの半分より上の領域、分離槽２１０の底面２１０ａとは反対側の領域、図３では、第１の管２１１における分離槽２１０の開口部２１０ｂ側の端部）に設置されている。
第２の電極２３０は、第１の管２１１と第２の管２１２の隙間２１３に設置されている。また、第２の電極２３０は、第２の管２１２内にて、その高さ方向の上方（第２の管２１２（分離槽２１０）内にて、その高さの半分より上の領域、分離槽２１０の底面２１０ａとは反対側の領域、図３では、第２の管２１２における分離槽２１０の開口部２１０ｂ側の端部）に設置されている。
本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置２００では、例えば、第１の電極２２０が陰極、第２の電極２３０が陽極である。

隔壁２４０は、分離槽２１０内にて、第１の電極２２０と第２の電極２３０の間、言い換えれば、分離槽２１０の底面２１０ａ側において、第１の管２１１の一端部（図３では、第１の管２１１における分離槽２１０の底面２１０ａ側の端部）に設けられている。この隔壁２４０によって、分離槽２１０内が、第１の電極２２０が設置された第１の領域２５１（第１の管２１１内の領域）と、第２の電極２３０が設置された第２の領域２５２（第２の管２１２内の領域）とに区画されている。

分離槽２１０としては、上記の分離槽１１と同様のものが用いられる。
第１の電極２２０および第２の電極２３０としては、上記の第１の電極１２および第２の電極１３と同様のものが用いられる。
隔壁２４０としては、上記の隔壁１４と同様のものが用いられる。

（単層カーボンナノチューブ分離方法）
図３を用いて、単層カーボンナノチューブ分離装置２００を用いた、単層カーボンナノチューブ分離方法を説明するとともに、単層カーボンナノチューブ分離装置２００の作用を説明する。

まず、単層カーボンナノチューブ分散液３０を、分離槽２１０に収容する。このとき、第１の管２１１内と、第２の管２１２内（第１の管２１１と第２の管２１２の隙間２１３）とに、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する。

次いで、第１の実施形態と同様にして、無担体電気泳動法により、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する。これにより、単層カーボンナノチューブ分散液３０を、分散液相Ａと、分散液相Ｂとの２相に相分離する。本実施形態では、隔壁２４０を介して、上記の第１の領域２５１（第１の管２１１内）に分散液相Ａが形成され、上記の第２の領域２５２（第２の管２１２内）に分散液相Ｂが形成される。

次いで、第１の実施形態と同様にして、分離した分散液相Ａと分散液相Ｂとをそれぞれ分取する。

分取された分散液は、第１の実施形態と同様にして、単層カーボンナノチューブ分散液３０に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離する操作を繰り返し実施することが好ましい。

本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置２００およびそれを用いた単層カーボンナノチューブ分離方法によれば、第１の電極２２０の近傍または第２の電極２３０の近傍において、単層カーボンナノチューブ分散液３０における金属型単層カーボンナノチューブの含有量または半導体型単層カーボンナノチューブの含有量が多くなるため、分離槽２１０内において、単層カーボンナノチューブ分散液３０の対流現象が生じることを抑制することができる。これにより、金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを安定に分離することができ、結果として、より純度が高い金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを得ることができる。

［第４の実施形態］
（単層カーボンナノチューブ分離装置）
図４は、本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置を示す模式図である。図４において、図３に示した第３の実施形態に係る単層カーボンナノチューブ分離装置と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離装置３００は、単層カーボンナノチューブ分散液３０を収容する分離槽２１０と、分離槽２１０内に設置された第１の電極２２０および第２の電極２３０と、分離槽２１０内にて第１の電極２２０と第２の電極２３０の間であって、分離槽２１０の高さ方向の下方に設置された隔壁２４０と、隔壁２４０の内部に設置された単層カーボンナノチューブ分散液３０の注入口３１０ａを有する分散液注入管３１０と、を備える。

分散液注入管３１０は、その一端をなす注入口３１０ａが隔壁２４０の内部に設置され、他端が、単層カーボンナノチューブ分散液３０を貯留する分散液貯留槽（図示略）に接続されている。この分散液貯留槽は、例えば、単層カーボンナノチューブ分離装置３００の外部に設けられている。

分散液注入管３１０の材質は、単層カーボンナノチューブ分散液３０に対して安定なものであれば特に限定されないが、例えば、ガラス、アクリル樹脂等が挙げられる。

（単層カーボンナノチューブ分離方法）
図４を用いて、単層カーボンナノチューブ分離装置３００を用いた、単層カーボンナノチューブ分離方法を説明するとともに、単層カーボンナノチューブ分離装置３００の作用を説明する。

本実施形態の単層カーボンナノチューブ分離方法が、第３の実施形態の単層カーボンナノチューブ分離方法と異なる点は、隔壁２４０の内部に設置された分散液注入管３１０の注入口３１０ａから、分離槽２１０内に単層カーボンナノチューブ分散液３０を注入する点である。
このようにして、分離槽２１０内に単層カーボンナノチューブ分散液３０を注入することにより、より効率的に金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離することができる。

１０，１００，２００，３００・・・単層カーボンナノチューブ分離装置、
１１，１１０，２１０・・・分離槽、
１２，１２０，２２０・・・第１の電極、
１３，１３０，２３０・・・第２の電極、
１４，１４０，２４０・・・隔壁、
２１，１５１，２５１・・・第１の領域、
２２，１５２，２５２・・・第２の領域、
３０・・・単層カーボンナノチューブ分散液、
１１１，２１１・・・第１の管、
１１２，２１２・・・第２の管、
１１３，２１３・・・隙間、
３１０・・・分散液注入管。

Claims (5)

1. 金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを含む単層カーボンナノチューブ分散液を収容する分離槽と、前記分離槽内に設置された第１の電極および第２の電極と、前記分離槽内にて前記第１の電極と前記第２の電極の間であって、前記分離槽の高さ方向の下方に設置された隔壁と、を備えたことを特徴とする単層カーボンナノチューブ分離装置。
2. 前記分離槽は、第１の管と、前記第１の管の外周を囲むように設けられた第２の管とからなる二重管構造をなし、
   前記第１の管と前記第２の管は、前記分離槽の底面側において連通しており、
   前記第１の管内に前記第１の電極が設置され、
   前記第１の管と前記第２の管の隙間に前記第２の電極が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の単層カーボンナノチューブ分離装置。
3. 前記分離槽の底面側において、前記第１の管の一端部に前記隔壁が設置されていることを特徴とする請求項２に記載の単層カーボンナノチューブ分離装置。
4. 前記隔壁の内部に、前記単層カーボンナノチューブ分散液の注入口が設置されていることを特徴とする請求項３に記載の単層カーボンナノチューブ分離装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の単層カーボンナノチューブ分離装置を用いた単層カーボンナノチューブ分離方法であって、
   無担体電気泳動法により、前記単層カーボンナノチューブ分散液に含まれる金属型単層カーボンナノチューブと半導体型単層カーボンナノチューブを分離することを特徴とする単層カーボンナノチューブ分離方法。

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