JP2004043258A - カーボンナノチューブの切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンナノチューブを簡易な手法で効率的に切断する方法を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブを糖類溶液中に分散させた混合溶液を、加熱乾燥して固化させた後、粉砕することによりカーボンナノチューブを切断させるカーボンナノチューブの切断方法である。この方法においては、糖類として果糖又は蔗糖を用いて、飴を製造する方法を適用することが好ましい。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーボンナノチューブの切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カーボンナノチューブは、水素貯蔵用担体、燃料電池用電極材、電界放出ティスプレイ用エミッタなどの広範な分野への応用が盛んに研究されている。ところで、カーボンナノチューブの有する機能を十分に活用するためには、その微細な加工が必要とされている。
【０００３】
なかでも、カーボンナノチューブを切断する方法としては、カーボンナノチューブをプラスチックに練り込んで、プラスチックと共に粉砕する方法が知られているが、この方法では、粉砕後にプラスチックを除去することはきわめて難しいうえに、通常プラスチックを１０００ｎｍ以下に微粉砕することは困難であり、粉砕時に液体窒素を用いて冷却する特殊な操作を必要とするなどの問題がある。他方、カーボンナノチューブを硝酸溶液中に入れ、超音波により切断する方法も知られているが、この方法では、極少量しか得ることができず、また後処理などにも問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記した実状に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、カーボンナノチューブを簡易な手法で効率的に切断する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カーボンナノチューブを糖類溶液中に分散させた混合溶液を、加熱乾燥して固化させた後、粉砕することによりカーボンナノチューブを切断させることを特徴とするカーボンナノチューブの切断方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、カーボンナノチューブの切断方法について鋭意検討を重ねた結果、特定の固化剤を用いることにより、カーボンナノチューブを容易に切断できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、糖類をカーボンナノチューブの固化剤として用いるものであって、カーボンナノチューブを糖類溶液中に分散させた後、これを加熱条件下に乾燥させることにより固化させて飴（キャンディ）状物とし、これを機械的に粉砕することにより、所望の長さに切断されたカーボンナノチューブを得るものである。
【０００７】
一般に、キャンディは、無水状態ではガラスと同様に脆性破壊するものである。その際、キャンディ内部にカーボンナノチューブが分散していると、そのカーボンナノチューブは、キャンディの破壊面で切断されることになる。このように脆性破壊するものは、湿式粉砕により１０００ｎｍ以下の長さに容易に粉砕することができる。またその後、得られた粉砕物を水または温水に入れると、キャンディは溶解して容易に除去され、その粉砕物に相当する長さに切断されたカーボンナノチューブが得られることになる。
【０００８】
本発明に用いる糖類としては、水などの溶剤に容易に溶解し、その溶剤を除去すると飴状に固化するものであればよく、例えば、果糖、蔗糖、多糖類などが挙げられ、これらを単独で、或いはこれらの２種以上を混合して用いることができる。
【０００９】
カーボンナノチューブを糖類溶液中に均一に分散させるには、超音波処理を施すことが好ましい。この超音波処理を行うと、絡まっていたカーボンナノチューブを解くことができる。本発明における超音波処理の条件としては、カーボンナノチューブを溶液中に均一に分散させるに足る強度及び処理時間であれば何ら制限されず、例えば、１００〜６００Ｗで５〜２０分間で行うことが好ましい。
【００１０】
糖類溶液中に分散させた混合溶液を乾燥させて固化させるには、飴の製造と同様に、乾燥機などを用いて加熱乾燥させることが好ましい。また、その固化物を粉砕するには、通常の粉砕用機器を用いて粗粉砕及び微粉砕を行う。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
カーボンナノチューブ１ｇと果糖１５ｇとを純水２０ｍｌに入れ、この溶液に１００Ｗで２０分間の超音波処理を施すことにより果糖水溶液中にカーボンナノチューブを分散させた。この分散溶液を１４０℃の乾燥機中で脱水し、常温に１時間放置したところ、飴状の固化物１２．５ｇが得られた。
次に、この固化物をスタンプミルを用いて粗粉砕し、さらに乳鉢にて粉砕したところ、平均粒子径約１ｍｍの粗粉砕粒子１１．６ｇを得た。この粗粉砕粒子の顕微鏡写真を図１に示す。
次いで、２００ｍｌの容器中に、粗粉砕粒子１１．６ｇ、エタノール２０ｍｌ及び鋼球（径５ｍｍ）２７０ｇを入れ、振動ボールミルを用いて２時間微粉砕した。この微粉砕後の粒子の顕微鏡写真を図２に示す。
これをエタノール中に分散させた後、濾過することにより濾過物９．５ｇを得た。これを１００℃の温水中に分散させた後、濾過する操作を３回繰り返したところ、果糖が除去されて、長さ約０．３〜１μｍに切断されたカーボンナノチューブを得た。得られたカーボンナノチューブの顕微鏡写真を図３に示す。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、カーボンナノチューブを簡易な操作で容易に切断することができるから、カーボンナノチューブの新たな機能を発現させることができるから、多様な応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるカーボンナノチューブの分散した固化物の一例の粗粉砕粒子の顕微鏡写真である。
【図２】本発明におけるカーボンナノチューブの分散した固化物の一例の微粉砕粒子の顕微鏡写真である。
【図３】本発明における切断されたカーボンナノチューブの一例の顕微鏡写真である。

Claims (2)

1. カーボンナノチューブを糖類溶液中に分散させた混合溶液を、加熱乾燥して固化させた後、粉砕することによりカーボンナノチューブを切断させることを特徴とするカーボンナノチューブの切断方法。
2. 糖類が、果糖又は蔗糖であることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの切断方法。

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