JPWO2018146810A1 - 分散液およびその製造方法、ガスセンサおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の分散液は、複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体と、溶媒と、を含有する。

Description

本発明は、分散液およびその製造方法、並びにガスセンサおよびその製造方法に関する。
繊維状の炭素材料であるカーボンナノチューブを用いたガスセンサとしては、例えば、基板上の２つの触媒アイランドの間に配置されたナノチューブを含む分子センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、カーボンナノチューブを用いたセンサとしては、例えば、単層カーボンナノチューブとして、単層カーボンナノチューブを含有するヒドロキシプロピルセルロース薄膜を焼成処理して得られる単層カーボンナノチューブ集合体を用いたガスセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、カーボンナノチューブを用いたガスセンサとしては、例えば、絶縁基板上に設けた検出電極と、その検出電極に接触するカーボンナノチューブを主成分とする感応層とを備えたガス検知素子が知られている（例えば、特許文献３参照）。
国際公開第２００１／０４４７９６号 特開２００８−１８５４９５号公報 特開２０１０−３８６９２号公報
カーボンナノチューブは、通常、凝集体として存在する。カーボンナノチューブは、その表面の原子が配位的に不飽和であるため、隣接するもの同士が配位して、分子間力による安定化エネルギーを獲得することによって凝集する。このような凝集したカーボンナノチューブを含む分散液を調製した場合、溶液にカーボンナノチューブが均一に分散しない。そのような不均一な分散液を基板上に塗布して形成した薄膜は、全体的に厚みが不均一であった。さらに、この薄膜は、全体的にカーボンナノチューブの含有量が不均一であった。このように厚みが不均一な薄膜は、外部からの力によって、容易に基板から剥離してしまい、基板上に安定に存在することができなかった。したがって、カーボンナノチューブを含む分散液を用いて塗膜を形成する場合に、均一な薄膜からなる検知部を有するガスセンサを得ることが難しい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、厚みおよび繊維状の炭素材料の含有量が均一な薄膜を形成することができる分散液およびその製造方法、並びに、その分散液を用いて得られたガスセンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の分散液は、複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体と、溶媒と、を含有する。
本発明によれば、厚みおよび繊維状の炭素材料の含有量が均一な薄膜を備えたガスセンサを提供することができる。
ガスセンサの第１の実施形態を示す模式図である。 ガスセンサの第２の実施形態を示す模式図である。 実施例１において、溶媒中でのカーボンナノホーン集合体粉末の粒度分布を示す図である。 実施例１の薄膜の光学顕微鏡写真である。 比較例１の薄膜の光学顕微鏡写真である。 実施例２のガスセンサの光学顕微鏡写真である。 実施例２のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。 実施例３のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。 実施例４のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。 実施例５のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。 実施例６のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。 実施例７のガスセンサの抵抗値の変化を示す図である。
本発明の分散液およびその製造方法、並びにガスセンサおよびその製造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。
［分散液］
本実施形態の分散液は、複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に繋がるカーボンナノホーン集合体（以下、「繊維状のカーボンナノホーン集合体」と言う。）と、溶媒と、を含有する。
本実施形態の分散液において、繊維状のカーボンナノホーン集合体は、繊維状の炭素材料である。本実施形態における繊維状のカーボンナノホーン集合体は、種型、つぼみ型、ダリア型、ペタル−ダリア型、ペタル型（グラフェンシート構造）等のカーボンナノホーン集合体がさらに一次元的に繋がった構造を有する。単層カーボンナノホーンが放射状に集合し、かつ、繊維状に繋がった構造を有する。すなわち、本実施形態における繊維状のカーボンナノホーン集合体は、繊維状構造中に１種類または複数種類のこれらカーボンナノホーン集合体が含まれている。また、本実施形態における繊維状のカーボンナノホーン集合体は、触媒金属を用いたターゲットを蒸発させて作製される。このため、繊維状のカーボンナノホーン集合体や球状のカーボンナノホーン集合体の内部には、触媒金属が存在する。後述する製造方法により繊維状のカーボンナノホーン集合体を製造すると、球状のカーボンナノホーン集合体が同時に生成する。後述する製造方法によって製造された繊維状のカーボンナノホーン集合体は、繊維状のカーボンナノホーン集合体と球状のカーボンナノホーン集合体を含むため、織維状のカーボンナノホーン集合体が凝集し難い構造になる。また、繊維状のカーボンナノホーン集合体は、球状のカーボンナノホーン集合体と同様に溶液中で高分散性を有する。なお、繊維状のカーボンナノホーン集合体と球状のカーボンナノホーン集合体とは、遠心分離法や、溶媒に分散した後、沈降速度の違いや、ゲル透過クロマトグラフィー等を利用して分離することが可能である。繊維状のカーボンナノホーン集合体の分散性を維持するには、繊維状のカーボンナノホーン集合体と球状のカーボンナノホーン集合体を分離せずに、そのまま使用することが好ましい。本実施形態における繊維状のカーボンナノホーン集合体は、単層カーボンナノホーンが繊維状に集合していればよく、上記の構造のみに限定されない。
単層カーボンナノホーンは、直径がおおよそ１ｎｍ〜５ｎｍであり、長さが３０ｎｍ〜１００ｎｍである。
繊維状のカーボンナノホーン集合体は、直径が３０ｎｍ〜２００ｎｍ程度、長さが１μｍ〜１００μｍ程度である。
球状のカーボンナノホーン集合体は、直径が３０ｎｍ〜２００ｎｍ程でほぼ均一な大きさである。
球状のカーボンナノホーン集合体は、種型、つぼみ型、ダリア型、ペタル−ダリア型、ペタル型のカーボンナノホーン集合体が、単独または複合して形成される。種型のカーボンナノホーン集合体は、球状の表面に角状の突起がほとんどみられない、あるいは全くみられない形状である。つぼみ型のカーボンナノホーン集合体は、球状の表面に角状の突起が多少みられる形状である。ダリア型のカーボンナノホーン集合体は、球状の表面に角状の突起が多数みられる形状である。ペタル型のカーボンナノホーン集合体は、球状の表面に花びら状の突起がみられる形状である。ペタル構造は、幅が５０ｎｍ〜２００ｎｍ、厚みが０．３４ｎｍ〜１０ｎｍ、２枚〜３０枚のグラフェンシートが重なってなる構造である。ペタル−ダリア型のカーボンナノホーン集合体は、ダリア型のカーボンナノホーン集合体とペタル型のカーボンナノホーン集合体の中間的な構造である。球状のカーボンナノホーン集合体は、繊維状のカーボンナノホーン集合体とは別に混在した状態で生成する。生成する球状のカーボンナノホーン集合体は、ガスの種類や流量によってその形態および粒径が変わる。
ここで、繊維状のカーボンナノホーン集合体の製造方法を説明する。
繊維状のカーボンナノホーン集合体を製造するには、触媒を含有した炭素をターゲット（以下、「触媒含有炭素ターゲット」と言う。）を用いる。触媒含有炭素ターゲットを容器内に配置し、その触媒含有炭素ターゲットを回転させる。触媒含有炭素ターゲットを回転させた状態で、窒素雰囲気下、不活性雰囲気下または混合雰囲気下でレーザーアブレーションにより触媒含有炭素ターゲットを加熱し、触媒含有炭素ターゲットを蒸発させる。蒸発した炭素と触媒が冷える過程で繊維状のカーボンナノホーン集合体が球状のカーボンナノホーン集合体と混合した状態で得られる。なお、繊維状のカーボンナノホーン集合体の製造方法としては、上記レーザーアブレーション法以外に、アーク放電法や抵抗加熱法を用いることができる。しかしながら、レーザーアブレーション法は、室温にて、大気庄中で連続生成できる観点からより好ましい。
本実施形態で適用するレーザーアブレーション（Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ：ＬＡ）法は、レーザーをターゲットにパルス状または連続して照射して、照射強度が閾値以上になると、ターゲットがエネルギーを変換し、その結果、プルームが生成され、生成物をターゲットの下流に設けた基板上に堆積させるか、あるいは装置内の空間に生成させ、回収室で回収する方法である。
レーザーアブレーションには、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、半導体レーザー等を用いることができる。これらの中でも、高出力化が容易なＣＯ２レーザーが最も好ましい。ＣＯ２レーザーは、出力を１ｋＷ／ｃｍ２〜１０００ｋＷ／ｃｍ２とすることが可能であり、連続照射およびパルス照射を行うことができる。カーボンナノホーン集合体の生成には、連続照射が望ましい。レーザーアブレーションでは、レーザー光をＺｎＳｅレンズ等により集光し、ターゲットに照射する。
また、ターゲットを回転させることで連続的に、カーボンナノホーン集合体を合成することができる。ターゲットの回転速度は任意に設定できるが、０．１ｒｐｍ〜６ｒｐｍであることが特に好ましい。ターゲットの回転速度が０．１ｒｐｍ以上であれば、カーボンナノホーン集合体のグラファイト化を抑制できる。一方、ターゲットの回転速度が６ｒｐｍ以下であれば、アモルファスカーボンの増加を抑制できる。
このとき、レーザー出力は、１５ｋＷ／ｃｍ２以上であることが好ましく、３０ｋＷ／ｃｍ２〜３００ｋＷ／ｃｍ２であることが最も好ましい。レーザー出力が１５ｋＷ／ｃｍ２以上であれば、触媒含有炭素ターゲットが適度に蒸発し、合成が容易となる。一方、レーザー出力が３００ｋＷ／ｃｍ２以下であれば、アモルファスカーボンの増加を抑制できる。
容器（チャンバー）内の圧力は、１３３３２．２ｈＰａ（１００００Ｔｏｒｒ）以下で使用することができるが、圧力が真空に近くなるほど、カーボンナノチューブが生成しやすくなり、カーボンナノホーン集合体が得られなくなる。６６６．６１ｈＰａ（５００Ｔｏｒｒ）〜１２６６．５６ｈＰａ（９５０Ｔｏｒｒ）で使用することが好ましく、より好ましくは常庄（１０１３ｈＰａ（１ａｔｍ≒７６０Ｔｏｒｒ）付近で使用することが大量合成や低コスト化のためにも適当である。また、照射面積は、レーザー出力とレンズでの集光の度合いにより制御することができ、０．００５ｃｍ２〜１ｃｍ２が使用できる。
触媒含有炭素ターゲットは、熱伝導性が低く、柔らかいことが好ましい。熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ／ｋ）以下が好ましく、３０Ｗ／（ｍ／ｋ）がより好ましい。硬さは、４０（ＨＤＳ）以上、８０以下が望ましい。熱伝導率の高い触媒含有炭素ターゲットを用いる場合、レーザーの出力を高くすることが好ましい。触媒含有炭素ターゲットの熱伝導率や硬さと、レーザーの出力と、のバランスにより繊維状のカーボンナノホーン集合体の生成量が変化する。
触媒は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを単体で、または混合して使用することができる。触媒の濃度は適宜選択できるが、炭素に対して、０．１質量％〜１０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがより好ましい。触媒の濃度が０．１質量％以上であると、繊維状のカーボンナノホーン集合体の生成が確実となる。また、触媒の濃度が１０質量％以下であると、ターゲットコストの増加を抑制できる。
容器内は、任意の温度で使用でき、好ましくは０℃〜１００℃であり、より好ましくは室温で使用することが、大量合成や低コスト化のためにも適当である。
容器内には、窒素ガスや、不活性ガス等を単独でまたは混合して導入することで上記の雰囲気とする。これらのガスは反応容器内を流通し、生成する物質をこのガスの流れによって回収することができる。また、導入したガスにより閉鎖雰囲気としてもよい。雰囲気ガス流量は、任意の量を使用できるが、好ましくは０．５Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲が適当である。ターゲットが蒸発する過程ではガス流量を一定に制御する。ガス流量を一定にするには、供給ガス流量と排気ガス流量とを合わせることで行うことができる。常圧付近で行う場合は、供給ガスで容器内のガスを押出して排気することで行うことができる。
以上のようにして得られる繊維状のカーボンナノホーン集合体および球状のカーボンナノホーン集合体は、その炭素骨格の一部が触媒金属元素、窒素原子等で置換されていてもよい。
球状のカーボンナノホーン集合体および繊維状のカーボンナノホーン集合体に微細な孔を開ける（開孔）場合は、酸化処理によって行うことができる。酸化処理することで、五員環や七員環のような欠陥部が酸化される。その結果、側面や先端部などの五員環や七員環を有する部位が開孔する。この酸化処理により、開孔部に酸素を含んだ表面官能基が形成される。また、酸化処理は、気相プロセスと液相プロセスを使用できる。気相プロセスの場合は、雰囲気ガスを空気、酸素、二酸牝炭素を使用でき、コストの観点から空気が適している。また、温度は、３００℃〜６５０℃の範囲とすることができ、４００℃〜５５０℃がより適している。温度が３００℃以上であれば、ほとんど炭素が燃えずに開孔することができないという懸念はない。また、温度が６５０℃以下であれば、カーボンナノホーン集合体の全体が燃焼することを抑制できる。液相プロセスの場合、硝酸、硫酸、過酸化水素等を利用できる。硝酸の場合は、室温から１２０℃の温度範囲で使用できる。１２０℃以下であると酸化力が高くなりすぎることがなく、必要以上に酸化されることがない。過酸化水素の場合、室温〜１００℃の温度範囲で使用できるが、４０℃以上が好ましい。温度が４０℃以上であれば、酸化力が効率的に作用し、効率よく開孔を形成できる。また、液相プロセスの場合、光照射を併用するとより効果的である。
繊維状のカーボンナノホーン集合体の生成時に含まれる触媒（金属）は、硝酸、硫酸、塩酸中で溶解するため除去できる。これらの中でも、使いやすさの観点から、塩酸が適している。触媒を溶解する温度は適宜選択できるが、触媒を十分に除去する場合は、７０℃以上に加熱して行うことが望ましい。また、触媒がカーボンナノホーン集合体の生成時に炭素被膜で覆われる場合があるため、炭素被膜を除去するために前処理を行うことが望ましい。前処理は２５０℃〜４５０℃程度で、空気中で加熱することが望ましい。
得られる球状のカーボンナノホーン集合体および繊維状のカーボンナノホーン集合体は、不活性ガス、水素、真空中で熱処理することで結晶性を向上させることができる。熱処理温度は、８００℃〜２０００℃とすることができるが、好ましくは１０００℃〜１５００℃である。また、開孔を形成する酸化処理により形成される表面官能基はこの熱処理により除去することもできる。その熱処理温度は、１５０℃〜２０００℃とすることができる。表面官能基としてカルボキシル基、水酸基等を除去するには、熱処理温度は、１５０℃〜６００℃が望ましい。表面官能基としてカルボニル基等を除去する場合には、熱処理温度は、６００℃以上が望ましい。また、表面宮能基は、還元することで除去することができる。表面宮能基の還元は、水素等の気体雰囲気下またはヒドラジン等の液体雰囲気下で行うことができる。
本実施形態の分散液において、溶媒としては、特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素溶媒、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロリド、四塩化炭素、トリクロロエチレン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、パークロロエチレン、オルトジクロロベンゼン等の有機ハロゲン化合物溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、エステルエチルケトン、ジ−ｎ−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、酢酸、プロピオン酸等の脂肪族カルボン酸系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の分散液において、繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量は、分散液に求められる粘度等に応じて適宜調整されるが、例えば、溶媒１ｍＬ当たり０．１ｍｇ〜２０ｍｇであることが好ましく、１ｍｇ〜５ｍｇであることがより好ましい。
繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量が溶媒１ｍＬ当たり０．１ｍｇ以上であれば、この分散液を基板に塗布することにより形成された塗膜を乾燥して得られた薄膜が、後述するガスセンサにおいて、ガスを吸着することが可能となる。一方、繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量が溶媒１ｍＬ当たり２０ｍｇ以下であれば、溶媒中で繊維状のカーボンナノホーン集合体が凝集することが抑制される。
このような繊維状のカーボンナノホーン集合体は、球状のカーボンナノホーン集合体より導電性や、溶媒分散性に優れ、高い比表面積を有している。また、繊維状のカーボンナノホーン集合体は、球状のカーボンナノホーン集合体よりも様々な技術領域への応用が可能であると期待される。
本実施形態の分散液中には、発明の効果を阻害しない範囲内で、バインダー、分散剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤等の一般的な各種添加剤が適宜含有されていてもよい。例えば、繊維状のカーボンナノホーン集合体が、後述する検知対象ガスの吸着を阻害しない範囲で、分散液中にバインダーが含有されていることが好ましい。これにより、この分散液を用いて形成した薄膜が基板等から剥離し難くなる。
本実施形態の分散液によれば、溶媒中に上記のような特性を有する繊維状のカーボンナノホーン集合体が均一に分散しているため、製造から２週間以上経過しても、繊維状のカーボンナノホーン集合体の顕著な凝集および沈降がみられず、溶媒中に繊維状のカーボンナノホーン集合体が安定に分散する。また、本実施形態の分散液によれば、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含み、厚みおよび繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量が均一な薄膜を形成することができる。
［分散液の製造方法］
本実施形態の分散液の製造方法は、繊維状のカーボンナノホーン集合体を、超音波分散処理により溶媒（分散媒）に分散させる。これにより、溶媒に繊維状のカーボンナノホーン集合体が均一に分散した分散液が得られる。
本実施形態の分散液の製造方法において、溶媒に加える繊維状のカーボンナノホーン集合体の量は上述の通りである。
繊維状のカーボンナノホーン集合体を加えた溶媒を超音波分散処理する方法は、特に限定されないが、例えば、繊維状のカーボンナノホーン集合体を加えた溶媒をビーカー等の容器に収容し、その容器に超音波分散処理を行う装置により超音波を印加する方法が挙げられる。
超音波分散処理を行う装置としては、容器に収容された、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含む溶媒に超音波を印加することができる装置であれば特に限定されないが、例えば、超音波洗浄器等が挙げられる。
超音波分散処理を行う時間は、特に限定されないが、溶媒に対する繊維状のカーボンナノホーン集合体の量等に応じて適宜調整される。
超音波分散処理を行う温度は、特に限定されないが、溶媒が蒸発しない温度範囲に適宜調整される。
本実施形態の分散液の製造方法によれば、溶媒中に繊維状のカーボンナノホーン集合体が均一かつ安定に分散した分散液を得ることができる。
［ガスセンサ］
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のガスセンサを示す模式図である。
本実施形態のガスセンサ１０は、複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合している繊維状のカーボンナノホーン集合体を含有する吸着材１１と、吸着材１１の電気特性を測定する測定部１２とを備える。また、図１に示すように、吸着材１１が、例えば、基板１３の一方の面（上面）１３ａに設けられている。さらに、本実施形態のガスセンサ１０は、後述するように、吸着材１１に検知対象ガスを吸着させるために、吸着材１１に一定電流（電圧）を印加するための電流（電圧）印加装置（図示略）を備えていてもよい。
吸着材１１は、上述の分散液を、例えば、基板１３の一方の面１３ａに塗布して形成した塗膜を乾燥して得られた薄膜からなる。すなわち、吸着材１１は、繊維状のカーボンナノホーン集合体からなる薄膜である。吸着材１１は、厚みおよび繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量が均一な薄膜である。吸着材１１は、厚みが均一であるため、全体的に導電性（面抵抗）も均一である。また、吸着材１１は、繊維状のカーボンナノホーン集合体からなるため、全体にわたって微細な孔を多数有する多孔質体であるとともに、後述するガスを分子レベルで吸着するための部位（吸着サイト）を有する。
吸着材１１の厚みは、特に限定されないが、例えば、１００ｎｍ〜１００μｍであることが好ましく、２００ｎｍ〜５μｍであることがより好ましい。
吸着材１１の厚みが２００ｎｍ以上であれば、検知するために十分な量の検知対象ガスを吸着することができる。一方、吸着材１１の厚みが５μｍ以下であれば、引っ掻き等によって、基板１３から吸着材１１が剥離することを防止できる。
測定部１２は、例えば、リード線１４を介して吸着材１１と接続されている。また、リード線１４は、端子によって吸着材１１と接触している。
測定部１２は、検知対象ガスを吸着することによって変化する吸着材１１の導電性（例えば、面抵抗（シート抵抗））を測定するためのものである。測定部１２としては、例えば、シート抵抗測定装置等が用いられる。吸着材１１の面抵抗は、例えば、シート抵抗測定装置を用いた四端子法によって測定される。
基板１３としては、絶縁性の材料からなるものであれば特に限定されない。基板１３に使用可能な材料としては、例えば、絶縁性ポリマー材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルファン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、アクリル、非晶質ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性樹脂、パリレン等が挙げられる。また、基板１３に使用可能な材料としては、例えば、プリント配線板等の紙フェノール、紙エポキシ、ガラス・エポキシ材、石英、ソーダガラス、耐熱ガラス等を用いてもよい。また、基板１３に使用可能な材料としては、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、アルミニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物を用いてもよい。基板１３は、これらの絶縁性の材料の１種からなるものであってもよいし、これらの絶縁性の材料の２種以上からなる積層体であってもよい。
リード線１４としては、一般的に電気回路に用いられるものが挙げられる。
本実施形態のガスセンサ１０は、例えば、基板１３の一方の面１３ａに設けられた薄膜からなる吸着材１１がガス感能部として機能する二端子抵抗変化型のガスセンサである。吸着材１１に一定電流（電圧）が印加された状態で、検知対象ガスがガス感能部である吸着材１１に供給されると、ガス分子が吸着材１１に吸着し、吸着材１１の導電性（抵抗値）が変化する。また、検知対象ガスの供給が停止すると、吸着材１１に吸着したガス分子が脱離し、吸着材１１の導電性が元の状態に戻る。このような検知対象ガスの吸着脱離過程による吸着材１１の導電性の変化を、測定部１２で測定することにより、検知対象ガスの検知が可能となる。
本実施形態のガスセンサ１０において、検知対象ガスとしては、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭素酸化物（ＣＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、オゾン、アンモニア、酸素、水素、ハロゲン、ヘキサン等の炭化水素類、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アルデヒド類、エーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ニトロ化合物、ベンゼン、トルエン等の芳香族類、ジクロロエタン等の有機ハロゲン化合物等が挙げられる。
本実施形態のガスセンサによれば、検知対象ガスの吸着脱離過程による吸着材１１の導電性の変化を、測定部１２で測定することにより、検知対象ガスの検知が可能となる。
（ガスセンサの製造方法）
本実施形態のガスセンサの製造方法は、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含有する分散液を基板に塗布して、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含有する吸着材を形成する工程を有する。
より詳細には、本実施形態のガスセンサの製造方法は、上述の分散液を基板１３の一方の面１３ａに塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥して、繊維状のカーボンナノホーン集合体の薄膜からなる吸着材を形成する工程を有する。
基板１３に分散液を塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、バーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法、グラビアコート法、吸上げ塗工法、はけ塗り法等、通常のウェットコート法が用いられる。
塗膜の乾燥方法は、特に限定されないが、例えば、一般的なオーブンを用いて、５０℃〜２５０℃で乾燥する方法や、室温で乾燥する方法が挙げられる。
本実施形態のガスセンサの製造方法によれば、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含み、かつ繊維状のカーボンナノホーン集合体が均一に分散した吸着材１１を備えるガスセンサが得られる。
［ガスセンサ］
（第２の実施形態）
図２は、本実施形態のガスセンサを示す模式図である。
本実施形態のガスセンサ２０は、複数の電極２１，２２と、これらの電極２１，２２間に設けられた吸着層２３と、吸着層２３の電気特性を測定する測定部２４とを備える。また、図２に示すように、電極２１，２２と吸着層２３とが、例えば、基板２５の一方の面（上面）２５ａに設けられている。また、電極２１と電極２２が、基板２５の一方の面２５ａにて所定の間隔をおいて設けられている。さらに、本実施形態のガスセンサ２０は、後述するように、吸着層２３に検知対象ガスを吸着させるために、吸着層２３に一定電流（電圧）を印加するための電流（電圧）印加装置（図示略）を備えていてもよい。
電極２１，２２としては、導電体（導電性の材料）により形成されたものであれば特に限定されない。電極２１，２２に使用可能な材料としては、例えば、金属（金、銀、銅等のナノ粒子も含む）、酸化物インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン等の炭素系導電材等が挙げられる。
吸着層２３は、上述の分散液を、例えば、基板２５の一方の面２５ａに塗布して形成した塗膜を乾燥して得られた薄膜からなる。すなわち、吸着層２３は、繊維状のカーボンナノホーン集合体からなる薄膜である。吸着層２３は、厚みおよび繊維状のカーボンナノホーン集合体の含有量が均一な薄膜である。吸着層２３は、厚みが均一であるため、全体的に導電性（面抵抗）も均一である。また、吸着層２３は、繊維状のカーボンナノホーン集合体からなるため、全体にわたって微細な孔を多数有する多孔質体であるとともに、後述するガスを分子レベルで吸着するための部位（吸着サイト）を有する。
吸着層２３の厚みは、特に限定されないが、例えば、１００ｎｍ〜１００μｍであることが好ましく、２００ｎｍ〜５μｍであることがより好ましい。
吸着層２３の厚みが２００ｎｍ以上であれば、検知するために十分な量の検知対象ガスを吸着することができる。一方、吸着層２３の厚みが５μｍ以下であれば、引っ掻き等によって、基板２５から吸着層２３が剥離することを防止できる。
測定部２４は、例えば、リード線２６を介して電極２１，２２と接続されている。また、リード線２６は、端子によって電極２１，２２と接触している。すなわち、測定部２４は、リード線２６および電極２１，２２を介して吸着層２３と接続されている。
測定部２２は、検知対象ガスを吸着することによって変化する吸着層２３の導電性（例えば、面抵抗（シート抵抗））を測定するためのものである。測定部２４としては、上記の測定部１２と同様のものが用いられる。
基板２５としては、上記の基板１３と同様のものが用いられる。
リード線２６としては、上記のリード線１４と同様のものが用いられる。
本実施形態のガスセンサ２０は、例えば、基板２５の一方の面２５ａに設けられた薄膜からなる吸着層２３がガス感能部として機能する二端子抵抗変化型のガスセンサである。電極２１と電極２２に一定電流（電圧）が印加された状態で、検知対象ガスがガス感能部である吸着層２３に供給されると、ガス分子が吸着層２３に吸着し、吸着層２３の導電性（抵抗値）が変化する。また、検知対象ガスの供給が停止すると、吸着層２３に吸着したガス分子が脱離し、吸着層２３の導電性が元の状態に戻る。このような検知対象ガスの吸着脱離過程による吸着層２３の導電性の変化を、測定部２４で測定することにより、検知対象ガスの検知が可能となる。
本実施形態のガスセンサ２０において、検知対象ガスとしては、第１の実施形態のガスセンサ１０と同様のものが挙げられる。
本実施形態のガスセンサによれば、検知対象ガスの吸着脱離過程による吸着層２３の導電性の変化を、測定部２４で測定することにより、検知対象ガスの検知が可能となる。
（ガスセンサの製造方法）
本実施形態のガスセンサの製造方法は、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含有する分散液を基板に塗布して、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含有する吸着層を形成する工程を有する。
より詳細には、本実施形態のガスセンサの製造方法は、上述の分散液を、予め基板２５の一方の面２５ａに形成された電極２１と電極２２の間に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥して、繊維状のカーボンナノホーン集合体の薄膜からなる吸着層２３を形成する工程を有する。
基板２５に分散液を塗布する方法は、第１の実施形態における塗布方法と同様の方法が用いられる。
塗膜の乾燥方法は、第１の実施形態における乾燥方法と同様の方法が用いられる。
本実施形態のガスセンサの製造方法によれば、繊維状のカーボンナノホーン集合体を含み、かつ繊維状のカーボンナノホーン集合体が均一に分散した吸着層２３を備えるガスセンサが得られる。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
窒素雰囲気下で、触媒として鉄を１質量％含有した触媒含有炭素ターゲットをＣＯ２レーザーアブレーションして、繊維状のカーボンナノホーン集合体と球状カーボンナノホーン集合体とが混在する粉末（以下、「カーボンナノホーン集合体粉末」という。）を得た。詳細を以下に示す。鉄を１質量％含有した触媒含有炭素ターゲットを、窒素雰囲気にした容器内に設置した。容器内の温度は室温であった。容器内はガス流量が１０Ｌ／ｃｍ２になるように調整した。触媒含有炭素ターゲットを２ｒｐｍで回転させた。回転する触媒含有炭素ターゲットに、エネルギー密度が１００ｋＷ／ｃｍ２〜３００ｋＷ／ｃｍ２のＣＯ２ガスレーザー光を照射した。容器内の圧力は９３３．２５４ｈＰａ〜１２６６．５５９ｈＰａ（７００Ｔｏｒｒ〜９５０Ｔｏｒｒ）に制御した。
ガラス製ビーカー内にて、上記で得られたカーボンナノホーン集合体粉末４ｍｇに対して、エタノール（純度：９９．５％、ＥＬグレード、関東化学社製）１ｍＬを加えた。
上記の混合物を収容したガラス製ビーカーに、超音波洗浄器（商品名：ＶＳ−１００III、アズワン社製）を用いて、３０分間、超音波を印加し、エタノールに対するカーボンナノホーン集合体粉末の分散処理を行い、分散液を作製した。
得られた分散液１００μＬを、厚み７５μｍ、縦１ｃｍ×横１ｃｍのポリイミド製基板上にドロップキャストして、そのポリイミド製基板上に塗膜を形成した。
得られた分散液について、動的光散乱法を用いて粒度分布を測定した。図３は、溶媒中でのカーボンナノホーン集合体粉末の粒度分布を示す図である。図３より、１００ｎｍ〜３００ｎｍと２０００ｎｍ〜５０００ｎｍの領域の粒度分布が確認される。前者は球状のカーボンナノホーン集合体、後者は繊維状のカーボンナノホーン集合体であり、それぞれがエタノール中でほぼ単分散状態でいることが分かる。したがって、繊維状のカーボンナノホーン集合体は高分散性を示すことが分かった 。
その塗膜を、オーブンを用いて６５℃で乾燥させ、ポリイミド製基板上にカーボンナノホーン集合体粉末からなる薄膜を形成した。
得られた薄膜を、光学顕微鏡（商品名：ＶＨＸ−１００、ＫＥＹＥＮＣＥ社製）で観察した。光学顕微鏡写真を図４に示す。
［比較例１］
ガラス製ビーカー内にて、単層カーボンナノチューブ粉末（商品名：ＳＧ６５ｉ、Ｓｏｕｔｈ Ｗｅｓｔ Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）４ｍｇに対して、エタノール（純度：９９．５％、ＥＬグレード、関東化学社製）１ｍＬを加えた。
上記の混合物を収容したガラス製ビーカーに、超音波洗浄器（商品名：ＶＳ−１００III、アズワン社製）を用いて、１５０分間、超音波を印加し、エタノールに対する単層カーボンナノチューブ粉末の分散処理を行い、分散液を作製した。単層カーボンナノチューブ粉末には凝集体が顕著に残存していたため、分散処理の時間を１５０分間とした。
得られた分散液１００μＬを、厚み７５μｍ、縦１ｃｍ×横１ｃｍのポリイミド製基板上にドロップキャストして、そのポリイミド製基板上に塗膜を形成した。
その塗膜を、オーブンを用いて６５℃で乾燥させ、ポリイミド製基板上に単層カーボンナノチューブ粉末からなる薄膜を形成した。
得られた薄膜を、光学顕微鏡（商品名：ＶＨＸ−１００、ＫＥＹＥＮＣＥ社製）で観察した。光学顕微鏡写真を図５に示す。
図５の光学顕微鏡写真から、比較例１の単層カーボンナノチューブ粉末からなる薄膜は、不均一かつ不連続であることが顕著であった。そのため、比較例１では、図５にて黒破線部で示すように、ポリイミド製基板が露出（ポリイミド製基板において単層カーボンナノチューブ粉末からなる薄膜で覆われていない部分）が存在することが確認された。
一方、図４の光学顕微鏡写真から、実施例１のカーボンナノホーン集合体粉末からなる薄膜は、均一であり、ポリイミド製基板全面を覆うように形成されていることが確認された。すなわち、実施例１のカーボンナノホーン集合体粉末からなる薄膜は、比較例１の単層カーボンナノチューブ粉末からなる薄膜よりも均一な膜であることが分かった。
［実施例２］
（分散液の作製）
ガラス製ビーカー内にて、カーボンナノホーン集合体粉末４ｍｇに対して、エタノール（純度：９９．５％、ＥＬグレード、関東化学社製）１ｍＬを加えた。
上記の混合物を収容したガラス製ビーカーに、超音波洗浄器（商品名：ＶＳ−１００III、アズワン社製）を用いて、３０分間、超音波を印加し、エタノールに対するカーボンナノホーン集合体粉末の分散処理を行い、分散液を作製した。
得られた分散液を、室温にて２週間静置したところ、カーボンナノホーン集合体粉末の顕著な凝集や沈降が観察されなかった。すなわち、エタノール中でカーボンナノホーン集合体粉末が安定に分散することが確認された。
（ガスセンサの作製）
得られた分散液を、ハミルトンガスタイトシリンジ（形式：１７０５ＴＬＬ）に充填し、ディスペンサ装置（商品名：ＦＡＤ−３２０ＳおよびＮＡＮＯ ＭＡＳＴＥＲ ＳＭＰ−III、武蔵エンジニアリング社製）を用いて、基板上に線状に塗布し、塗膜を形成した。
シリンジ針としては、２条ねじプラスチックニードル（商品名：ＤＰＮ−２０Ｇ−１、武蔵エンジニアリング社製）を用いた。
基板とシリンジ針の先端との間隔を０．１ｍｍ、シリンジ掃引速度を８．０ｍｍ／ｓ、ステージ温度を４０℃に設定した。
基板に対する液滴（分散液）の吐出は、ディスペンサ装置（商品名：ＮＡＮＯ ＭＡＳＴＥＲ ＳＭＰ−III、武蔵エンジニアリング社製）のマニュアル記載のノーマルモードｓｐｅｅｄ２４（モーター回転速度）の条件で行った。
分散液を塗布する基板としては、厚み５０ｎｍ、幅１００μｍの複数の金電極が並列に蒸着形成された、厚み７５μｍ、縦１ｃｍ×横１ｃｍのポリイミド製基板を用いた。
ポリイミド製基板上に設けられた金電極の長手方向と直交する方向（図６に示す矢印方向）に、分散液を塗布した。なお、塗膜を乾燥して得られる薄膜の十分な導電性を確保するために、基板に対する分散液の線状塗布を３６回繰り返し行った。
その後、その塗膜を、オーブンを用いて６５℃で乾燥させ、ポリイミド製基板上にカーボンナノホーン集合体粉末からなる薄膜を形成し、ガスセンサを得た。
得られたガスセンサを、光学顕微鏡（商品名：ＶＨＸ−１００、ＫＥＹＥＮＣＥ社製）で観察した。光学顕微鏡写真を図６に示す。図６において、破線で囲まれた領域が、ガスセンサ１つに対応する。また、図６において、中央部の帯状の領域が、カーボンナノホーン集合体粉末からなる薄膜である。
図６の光学顕微鏡写真から、得られた薄膜は、比較的均一性が高く、描画端部（上記の分散液の線状塗布によって形成された薄膜の端部）も直線性に優れていることが確認された。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに、以下の方法でエタノールガスを供給した。
エタノールガスの供給方法をバブリング方式とし、エタノールガスの流量を、マスフローコントローラー（商品名：ＳＥＣ−４５００ＭおよびＳＥＣ−Ｅ４０、堀場エステック社製）を用いて行った。
まず、温度２０℃、常圧下で窒素ガスをエタノール（純度：９９．５％、ＥＬグレード、関東化学社製）中にバブリングし、濃度６％のエタノール蒸気を得た。ここでは、エタノールと窒素ガスとを、所定の流量比で混合することにより、エタノール蒸気（エタノールガス）の濃度を制御した。
また、ガスセンサに供給するガスの総流量を、１．０Ｌ／ｍｉｎとなるように設定した。
エタノールガスの供給および停止に伴う、ガスセンサの抵抗値の変化の測定を、以下のようにして行った。
上述のようにして得られたガスセンサをチャンバ内に格納し、そのガスセンサの金電極に、リード線を介して、半導体パラメータ・アナライザ（商品名：Ａｇｉｌｅｎｔ ４１５５Ｃ、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を接続した。２つの金電極間に５μＡのバイアス電流を印加した状態で、電圧を測定した。また、データ点の取得は、積分時間２４０ｍｓ、０．５秒間隔で行った。
測定手順としては、まず、窒素ガスのみが供給された状態でガスセンサの抵抗値を測定し、これを基準値Ｒ０とした。次に、エタノールガスを供給した状態でガスセンサの抵抗値Ｒを測定した。
なお、チャンバ内にエタノールガスを供給した際、エタノールガスの濃度を２７５ｐｐｍとなるように制御した。結果を図７に示す。図７において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図７の結果から、エタノールガスの供給開始直後に有意な抵抗値の変化が確認され（図７において、ｏｎがエタノールガスの供給開始を表す。）、供給開始後５秒で０．２％程度、４分後に０．５％程度の抵抗値の変化が確認された。また、エタノールガスの供給停止後（図７において、ｏｆｆがエタノールガスの供給停止を表す。）、初期状態の方向に抵抗値が変化する可逆性も確認された。
以上の結果から、ディスペンサ装置等の簡便な装置を用いた塗布方法により、検知対象ガスに感応する薄膜を形成できることが確認された。
［実施例３］
（ガスセンサの作製）
実施例２と同様にして、ガスセンサを作製した。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに、以下の方法で１，２−ジクロロエタンを供給した。
１，２−ジクロロエタンの供給方法をバブリング方式とし、１，２−ジクロロエタンの流量を、マスフローコントローラー（商品名：ＳＥＣ−４５００ＭおよびＳＥＣ−Ｅ４０、堀場エステック社製）を用いて行った。
まず、温度２０℃、常圧下で窒素ガスを１，２−ジクロロエタン（純度：９９．５％以上、関東化学社製）中にバブリングし、濃度８％の１，２−ジクロロエタン蒸気を得た。ここでは、１，２−ジクロロエタンと窒素ガスとを、所定の流量比で混合することにより、１，２−ジクロロエタン蒸気（１，２−ジクロロエタン）の濃度を制御した。
また、ガスセンサに供給するガスの総流量を、１．２Ｌ／ｍｉｎとなるように設定した。
１，２−ジクロロエタンの供給および停止に伴う、ガスセンサの抵抗値の変化の測定を、以下のようにして行った。
上述のようにして得られたガスセンサをチャンバ内に格納し、そのガスセンサの金電極に、リード線を介して、半導体パラメータ・アナライザ（商品名：Ａｇｉｌｅｎｔ ４１５５Ｃ、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を接続した。２つの金電極間に５μＡのバイアス電流を印加した状態で、電圧を測定した。また、データ点の取得は、積分時間５００ｍｓ、１秒間隔で行った。
測定手順としては、まず、窒素ガスのみが供給された状態でガスセンサの抵抗値を測定し、これを基準値Ｒ０とした。次に、１，２−ジクロロエタンを３０秒間のみ供給し（図８の下矢印部）、その時のガスセンサの抵抗値Ｒを測定した。その後は、窒素ガスのみをガスセンサに供給した。ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０に回復したことを確認した後、チャンバ内における１，２−ジクロロエタンの濃度を変更して同様の測定を行った。
なお、チャンバ内に１，２−ジクロロエタンを供給した際、１，２−ジクロロエタンの濃度を１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、４０００ｐｐｍとなるように制御した。結果を図８に示す。図８において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図８の結果から、１，２−ジクロロエタンの供給に伴って、正の抵抗値の変化が確認された。また、１，２−ジクロロエタンが高濃度になるほど、抵抗値の変化が大きくなっており、本実施例のガスセンサは、１，２−ジクロロエタンの濃度の評価を行うセンサとしての利用が可能であることが確認された。また、１，２−ジクロロエタンの供給開始から供給停止後に、ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０まで回復しており、本実施例のガスセンサは、繰り返し使用が可能であることが確認された。
［実施例４］
（ガスセンサの作製）
実施例２と同様にして、ガスセンサを作製した。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに供給する検知対象ガスをアセトン（純度：９９．８％、ＥＬグレード、関東化学社製）としたこと以外は実施例３と同様にして、ガスセンサの抵抗値を測定した。
結果を図９に示す。図９において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図９の結果から、アセトンの供給に伴って、正の抵抗値の変化が確認された。また、アセトンが高濃度になるほど、抵抗値の変化が大きくなっており、本実施例のガスセンサは、アセトンの濃度の評価を行うセンサとしての利用が可能であることが確認された。また、アセトンの供給開始から供給停止後に、ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０まで回復しており、本実施例のガスセンサは、繰り返し使用が可能であることが確認された。
［実施例５］
（ガスセンサの作製）
実施例２と同様にして、ガスセンサを作製した。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに供給する検知対象ガスをｎ−ヘキサン（純度：９９％以上、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製）としたこと以外は実施例３と同様にして、ガスセンサの抵抗値を測定した。
結果を図１０に示す。図１０において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図１０の結果から、ｎ−ヘキサンの供給に伴って、正の抵抗値の変化が確認された。また、ｎ−ヘキサンが高濃度になるほど、抵抗値の変化が大きくなっており、本実施例のガスセンサは、ｎ−ヘキサンの濃度の評価を行うセンサとしての利用が可能であることが確認された。また、ｎ−ヘキサンの供給開始から供給停止後に、ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０まで回復しており、本実施例のガスセンサは、繰り返し使用が可能であることが確認された。
［実施例６］
（ガスセンサの作製）
実施例２と同様にして、ガスセンサを作製した。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに供給する検知対象ガスをエタノール（純度：９９．５％、ＥＬグレード、関東化学社製）としたこと以外は実施例３と同様にして、ガスセンサの抵抗値を測定した。
なお、チャンバ内にエタノールを供給した際、エタノールの濃度を２５０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍとなるように制御した。結果を図１１に示す。図１１において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図１１の結果から、エタノールの供給に伴って、正の抵抗値の変化が確認された。また、エタノールが高濃度になるほど、抵抗値の変化が大きくなっており、本実施例のガスセンサは、エタノールの濃度の評価を行うセンサとしての利用が可能であることが確認された。また、エタノールの供給開始から供給停止後に、ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０まで回復しており、本実施例のガスセンサは、繰り返し使用が可能であることが確認された。
［実施例７］
（ガスセンサの作製）
実施例２と同様にして、ガスセンサを作製した。
（ガス吸着試験）
上述のようにして得られたガスセンサに供給する検知対象ガスをトルエン（純度：９９．７％以上、関東化学社製）としたこと以外は実施例３と同様にして、ガスセンサの抵抗値を測定した。
なお、チャンバ内にトルエンを供給した際、トルエンの濃度を１００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍとなるように制御した。結果を図１２に示す。図１２において、縦軸に基準値Ｒ０に対する抵抗値Ｒ（ΔＲ／Ｒ０（％））を示し、横軸に経過時間を示す。
図１２の結果から、トルエンの供給に伴って、正の抵抗値の変化が確認された。また、トルエンが高濃度になるほど、抵抗値の変化が大きくなっており、本実施例のガスセンサは、トルエンの濃度の評価を行うセンサとしての利用が可能であることが確認された。また、トルエンの供給開始から供給停止後に、ガスセンサの抵抗値が基準値Ｒ０まで回復しており、本実施例のガスセンサは、繰り返し使用が可能であることが確認された。
１０，２０・・・ガスセンサ、
１１・・・吸着材、
１２，２４・・・測定部、
１３，２５・・・基板、
１４，２６・・・リード線、
２１，２２・・・電極、
２３・・・吸着層。

Claims (5)

  1. 複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体と、溶媒と、を含有することを特徴とする分散液。
  2. 複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体を含有する吸着材と、該吸着材の電気特性を測定する測定部と、を備えたことを特徴とするガスセンサ。
  3. 導電体により形成された複数の電極と、これらの電極間に設けられ、前記吸着材からなる吸着層と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ。
  4. 複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体を、超音波分散処理により溶媒に分散させることを特徴とする分散液の製造方法。
  5. 複数の単層カーボンナノホーンが繊維状に集合しているカーボンナノホーン集合体を含有する分散液を基板に塗布して、前記カーボンナノホーン集合体を含有する吸着材を形成する工程を有することを特徴とするガスセンサの製造方法。
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