JP2011523981A - 多孔質および非多孔質ナノ構造ならびにその応用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2004年4月8日出願の特許文献1、名称「Electrospinning of Polymer Nanofibers Using a Rotating Spray Head」、整理番号241015US−2025−2025−20に関連する。本出願はまた、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2004年4月8日出願の特許文献2、名称「Electrospray/electrospinning Apparatus and Method」、整理番号241013US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2004年4月8日出願の特許文献3、名称「Electrospinning in a Controlled Gaseous Environment」、整理番号245016US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2005年5月17日出願の特許文献4、名称「Nanofiber Mats and Production Methods Thereof」、整理番号256964US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2006年11月13日出願の特許文献5、名称「Particle Filter System Incorporating Nanofibers」、整理番号283730US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2006年11月13日出願の特許文献6、名称「Luminescence Device」、整理番号289033US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2006年12月22日出願の特許文献7、名称「Polymer Nanofiber−based Electronic Nose」、整理番号283740US−2025−2025−20に関連する。本出願は、参照により本明細書に全体の内容が組み込まれている、2007年6月12日出願の特許文献8、名称「Long−pass Optical Filter Made From Nanofibers」、整理番号310469に関連する。
ここで、いくつかの図を通して同様の参照番号が同一または対応する部分を示している図面を参照すると、図1は、本発明の繊維および/またはナノ繊維の堆積に好適な電界紡糸装置を示す概略図である。本発明の一実施形態において、粒子(例えば光刺激性粒子)は、本発明の繊維および/またはナノ繊維内に組み込まれる。光刺激性粒子を使用した実施形態の場合、これらの粒子は、一次光を照射されると二次光を放出する。一実施形態において、光刺激性粒子は、ナノ繊維の直径よりも小さい。
分子量350kg/molのポリスチレン溶液、
ジメチルホルムアミドDMFの溶媒、
押出し要素先端直径1000μm、
Al平板コレクタ、
ポリマー溶液供給ポンプ速度約0.5ml/時、
CO2の電気的負性ガス流量8lpm、
電界強度2KV/cm、
および
押出し要素の先端とコレクタとの間のギャップ間隔17.5cm。
上記の一溶媒系によるポリマー溶液または一成分による溶融ポリマーのうちの1つを、上述の電界紡糸技術により平滑なポリマーナノ繊維を製造するために使用することができる。さらに、溶媒電界紡糸の他、溶融電界紡糸プロセスは、溶媒電界紡糸技術と類似したプロセスであるが、ただし溶融電界紡糸プロセスにおいては溶媒が関与せず、溶融物に使用されるポリマーは、電界紡糸の前にポリマー貯蔵部において200〜300℃に加熱される。単一ポリマー系を使用して平滑な繊維を生成できる。溶融電界紡糸に好適なポリマーの例には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、エチレンビニルアルコール、フッ素ポリマー、ポリアセタール、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリケトン、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンクロリネート、ポリイミド、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフタルアミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニルクロリド、およびポリビニリデンクロリドが含まれるが、これらに限定されない。
溶媒電界紡糸技術:この実施形態では、多孔性を達成するために、ポリマー溶液2〜10パーセント(重量基準)を、揮発性ではないがポリマーと比較して高い誘電率を有する添加剤と混合し、一実施形態における添加溶媒の誘電率は、50〜189の範囲内である。一実施形態において、好適に高い誘電率を有する有機溶媒としてN−メチルホルムアミドが使用され、1〜20wt%の重量パーセントで溶媒の混合物に添加される。トルエンは、N−メチルホルムアミドとともに使用可能な1種の溶媒である。一実施形態において、トルエンは、混合物の高い重量パーセントで、例えば80〜99wt%の範囲内で、電界紡糸混合物中に使用される。これらのトルエン/メチルホルムアミド/PMMAから生成された多孔質ポリ(メチルメタクリレート)PMMAポリマーナノ繊維は、一例として図2および3に示されている。電界紡糸の条件は、トルエンの含有、メチルホルムアミドのジメチルホルムアミドとの置換、およびPMMAのポリスチレンとの置換を除き、例示された上の例に密接に従う。
繊維およびナノ繊維の繊維マットを調製するために使用される、上記または別の場所に記載の製造手順に関わらず、本発明は、一実施形態において、繊維マットにナノ粒子を埋め込むための新規な手法を使用する。この単純な一段階技術は、以下に詳説する特定の生成物中のナノ粒子の取り扱い、貯蔵、廃棄物回収、処理、および利用における多種多様な応用を提供する。
図4の結果に関して、量子ドット(QD)またはナノ粒子が埋め込まれたポリマーナノ繊維構造は、本発明において、本明細書で量子ドット埋め込み(QDE)技術と呼ばれる、または、本発明に使用される多くのナノ粒子は量子ドットではないため本明細書でより一般的にナノ粒子埋め込み(NPE)技術と呼ばれる、単純な一段階技術により作製される。このプロセスでは、ポリマーを溶解しないがポリマーを若干膨潤させる量子ドット溶液中に、事前に電界紡糸されたポリマーナノ繊維が含浸される。量子ドットまたはナノ粒子溶液は、本発明において、従来のコロイド合成法を用いて作製できる。得られるナノ粒子および/または量子ドットは、有機溶媒中、10〜150μmol/lの範囲内の濃度で存在する。ナノ粒子または量子ドット溶液の温度は、20〜25℃の室温である。
1.0 ナノ材料移送
現在、ナノ材料を移送するための1つの一般的な移送方法は、粒子凝集を最小限化するために溶液中で行うものであり、NPは通常、ある特定の溶媒に適合する界面活性剤層で被覆される。しかし、NPコロイド懸濁液の取り扱いは、2つの重大な安全上の懸念をもたらす。1つの安全上の懸念は、ナノ材料の未知の毒性、ならびに、ナノ材料が漏出し安全上の問題を引き起こす発送容器からの不慮の流出および/またはその破損があった場合の結果である。もう1つの安全上の懸念は、ナノ粒子を保持するために使用される有機溶媒に関するものである。そのような有機溶媒は、通常、それ自体有毒化学薬品とみなされる。
低コストの材料、
安全上の問題が少ないこと、および
より容易な移送。
廃棄物回収:ナノ粒子(NP)研究の急速な進展にも関わらず、明確な均一ナノ材料を作製するコストは未だに高い。したがって、生成および適用プロセスにおいてNPまたはQDを回収する必要がある。ポリマーナノ繊維構造は、NPまたはQD廃棄物回収材料として使用できる。この用途の一例は、NPまたはQD合成後の反応容器からの洗浄溶液中のナノ粒子の収集である。そのような洗浄溶液は通常、特に高濃度合成の場合、著しい量のナノ材料を含有する。本発明の一実施形態におけるポリマーナノ繊維マットは、NPまたはQDを含有する洗浄溶液中に挿入され、ナノ粒子を吸着する。図5に関して説明された手順を使用して、ナノ粒子を再利用できる。
製造コストの削減、および
容易な使用。
低コストのポリマーナノ繊維材料、
高価な機器を必要としない、低コストの廃棄物処理手順、および
従来の廃棄物処理技術(溶媒蒸発および燃焼)を使用した場合の環境中へのナノ材料再導入の可能性の最小限化。
理論上、ポリマー薄膜材料も同じ目的で機能し得るが、ポリマーナノ繊維構造には、薄膜材料と比較して、以下を含むいくつかの大きな利点がある。
より高い表面積。微小繊維直径に起因して、ナノ粒子がより多くの表面に到達できる;および
マット中のナノ繊維充填構造。薄膜材料に対するQDEプロセスでは、NP/QDは薄膜材料の表面/表面下にしか到達できない。電界紡糸ナノ繊維の場合、極めて多孔質の充填構造が、同じ量の材料において、QD/NPが付着するはるかに大きな到達可能表面を提供する。
固体照明(SSL)は、発光源として、電気フィラメントまたはガスではなく、発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード(OLED)、またはポリマー発光ダイオード(PLED)を使用する照明の種類を指す。市販のSSLデバイスは普通、通常2mmを超える粒子で構成される蛍光体により囲まれたLEDからなる。蛍光体材料は良好な発光特性を示すが、波長の数が制限されているために低効率でスペクトル品質が低いという問題がある。量子ドット材料は、通常1〜10nmの範囲内の微小粒子サイズに起因するその極めて微調整可能な光学特性のために、SSL材料製造のための有力な候補となっている。
1.希土類ドープ金属酸化物、例えばY2O3:Tb、Y2O3:Eu3+、Lu2O3:Eu3+、CaTiO3:Pr3+、CaO:Er3+、(GdZn)O:Eu3+;
2.希土類ドープイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、例えばYAG:Ce3+;
3.希土類ドープ酸化ジルコニウム、例えばZrO2:Sm3+、ZrO2:Er3+;
4.希土類ドープバナジウム酸塩(YVO4:Eu)およびリン酸塩(La,Ce,Tb)PO4;
5.ホストマトリックス(例えばGd2O3、GdO2S、PbO、ZnO、ZnS、ZnSe)およびドーパント(Eu、Tb、TmおよびMn)からなるドープ材料;ならびに
6.硫化亜鉛およびセレン化亜鉛の金属ドープ形態(例えばZnS:Mn2+、ZnS:Cu+)。
本発明に特に実用的なのは、希土類ドープYAG、ドープZnS、およびドープZnSeのうちの少なくとも1種を含むナノ蛍光体である。
現在、白金は、燃料電池システムにより一般的に使用される触媒金属の1つである。その高い触媒活性にも関わらず、この貴金属のコストは、移送ニーズにおける商業化に対する主な障害の1つとなっている。したがって、Pt触媒を最も効率的に使用できる、高い表面積、高い耐久性の特性を有する担体材料をいかにして設計するかが、対応すべき重要な問題となる。
Claims (107)
- 多孔質ナノ繊維構造を形成するための方法であって、
第1の溶媒および第2の溶媒を含むポリマー溶液を、電界紡糸要素に供給するステップであって、第2の溶媒は第1の溶媒より高い誘電率を有するステップと、
前記ポリマー溶液からナノ繊維を電界紡糸して、前記多孔質ナノ繊維構造を形成するステップと
を含む方法。 - ナノ材料物質をナノ繊維に含有させるステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - ナノ材料物質として発光性ナノ粒子を含有させるステップ
をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - ナノ材料物質として触媒ナノ粒子を含有させるステップ
をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 供給するステップが、
第2の溶媒として、ポリマー溶液に、50を超える範囲内の誘電率を有する誘電体を供給するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 供給するステップが、
第2の溶媒として、ポリマー溶液に、50〜189の範囲内の誘電率を有する誘電体を供給するステップ
を含む、請求項5に記載の方法。 - 供給するステップが、
1wt%を超える重量パーセントで、第2の溶媒をポリマー溶液に供給するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 供給するステップが、
1〜20wt%の範囲の重量パーセントで、第2の溶媒をポリマー溶液に供給するステップ
を含む、請求項7に記載の方法。 - 供給するステップが、
第1の溶媒として、トルエン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、およびアセトンのうちの少なくとも1種を供給するステップと、
第2の溶媒として、N−メチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルプロパンアミド、N−エチルアセトアミド、N−プロピルプロパンアミド、ホルムメタクリレートアミド、N−ブチルアセトアミド、およびN−エチルホルムアミドのうちの少なくとも1種を供給するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 電界紡糸するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも100%超増加した表面積を有する前記ナノ繊維を生成するステップ
を含む、請求項9に記載の方法。 - 電界紡糸するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも200%超増加した表面積を有する前記ナノ繊維を生成するステップ
を含む、請求項9に記載の方法。 - 多孔質ナノ繊維構造を形成するための方法であって、
第1の成分および第2の成分を含むポリマー溶融物を、電界紡糸要素に供給するステップと、
前記ポリマー溶融物からナノ繊維を電界紡糸するステップと、
第1および第2の成分のうちの少なくとも1つをエッチングして、前記多孔質ナノ繊維構造を形成するステップと
を含む方法。 - ナノ材料物質をナノ繊維に含有させるステップ
をさらに含む、請求項12に記載の方法。 - ナノ材料物質として発光性ナノ粒子を含有させるステップ
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - ナノ材料物質として触媒ナノ粒子を含有させるステップ
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 供給するステップが、
ポリマー溶融物として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、エチレンビニルアルコール、フッ素ポリマー、ポリアセタール、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリケトン、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンクロリネート、ポリイミド、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフタルアミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニルクロリド、およびポリビニリデンクロリドのうちの少なくとも1種を供給するステップ
を含む、請求項12に記載の方法。 - 電界紡糸するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも100%超増加した表面積を有する前記ナノ繊維を生成するステップ
を含む、請求項12に記載の方法。 - 電界紡糸するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも200%超増加した表面積を有する前記ナノ繊維を生成するステップ
を含む、請求項12に記載の方法。 - ナノ材料の取り扱いのための方法であって、
多孔質または非多孔質ナノ繊維のうちの少なくとも1種を含むナノ繊維マットを、ナノ材料を含む流体に挿入するステップと、
ナノ材料をナノ繊維マット内に捕集するステップと
を含む方法。 - 挿入するステップが、
ナノ繊維マットとして、流体がその材料用の溶媒を含む材料を使用するステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - ナノ繊維マットを焼成して捕集したナノ材料を集塊化させるステップ
をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 捕集するステップが、
ナノ材料をナノ繊維マット内に拡散させるステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - 捕集するステップが、
流体との反応によりナノ繊維マットを膨潤させるステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - 膨潤させるステップが、
ナノ繊維マットの溶媒中でナノ繊維マットを膨潤させるステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - 捕集するステップが、
ナノ繊維マットを通して流体を濾過するステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - 捕集するステップが、
ナノ粒子をナノ繊維マット内に捕集するステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - ナノ材料を含むナノ繊維マットをナノ繊維マットの溶媒中に挿入することにより、ナノ繊維マットからナノ材料を放出させるステップ
をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - ナノ繊維マットを挿入するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも100%超増加した表面積を有するナノ繊維を含むナノ繊維マットを挿入するステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - ナノ繊維マットを挿入するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも200%超増加した表面積を有するナノ繊維を含むナノ繊維マットを挿入するステップ
を含む、請求項19に記載の方法。 - ナノ材料の取り扱いおよび移送のための方法であって、
多孔質または非多孔質ナノ繊維のうちの少なくとも1種を含むナノ繊維マット内にナノ材料を貯蔵するステップと、
ナノ材料を含むナノ繊維マットを、第1の場所から第2の場所に移動させるステップと
を含む方法。 - 貯蔵するステップが、
ナノ材料をナノ繊維マット内に捕集するステップ
を含む、請求項30に記載の方法。 - ナノ材料を含むナノ繊維マットをナノ繊維マットの溶媒中に挿入することにより、ナノ繊維マットからナノ材料を放出させるステップ
をさらに含む、請求項30に記載の方法。 - 貯蔵するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも100%超増加した表面積を有するナノ繊維を含むナノ繊維マット内に貯蔵するステップ
を含む、請求項30に記載の方法。 - 貯蔵するステップが、
多孔性を有さない同程度の直径のナノ繊維よりも200%超増加した表面積を有するナノ繊維を含むナノ繊維マット内に貯蔵するステップ
を含む、請求項30に記載の方法。 - 移動させるステップが、
ナノ繊維マットに溶媒が含有されることなく、ナノ材料を第1の場所から第2の場所に移動させるステップ
を含む、請求項30に記載の方法。 - ナノ繊維のネットワークとして形成された複数のナノ繊維と、
ナノ繊維のネットワークの表面積を増加させる表面細孔を有する、ネットワーク内の少なくとも1つのナノ繊維と、
ナノ繊維のネットワーク内に捕集されたナノ材料物質と
を備えるナノ繊維マット。 - ナノ材料物質が、発光性ナノ粒子を含む、請求項36に記載のマット。
- ナノ材料物質が、触媒ナノ粒子を含む、請求項36に記載のマット。
- 複数のナノ繊維が、複数の焼成されたナノ繊維を含む、請求項36に記載のマット。
- 複数のナノ繊維が、有機ポリマーを含む、請求項36に記載のマット。
- 複数のナノ繊維が、無機ポリマーを含む、請求項36に記載のマット。
- 刺激性発光のためのデバイスであって、
100nmから2000nmの範囲内の平均繊維直径を有し、ナノ繊維のうちの少なくとも1つの表面積を増加させる、ナノ繊維のうちの少なくとも1つの上の表面細孔を有する、ナノ繊維と、
ナノ繊維と関連して配置され、波長λの一次光を受光すると二次発光を発生するように構成される、複数の光刺激性粒子と
を含む繊維マットを備え、
前記平均繊維直径は、一次光に対する繊維マット内の散乱部位を提供するために、波長λと同程度のサイズであるデバイス。 - 平均繊維直径が、300nmから600nmの範囲内である、請求項42に記載のデバイス。
- 平均繊維直径が、400nmから500nmの範囲内である、請求項43に記載のデバイス。
- 平均繊維直径が、波長λの0.50倍から1.50倍の範囲内である、請求項42に記載のデバイス。
- 平均繊維直径が、波長λの0.9倍から1.10倍の範囲内である、請求項45に記載のデバイス。
- 波長λが、300ナノメートルから600ナノメートルの範囲内である、請求項42に記載のデバイス。
- 波長λが、400ナノメートルから500ナノメートルの範囲内である、請求項47に記載のデバイス。
- 繊維マットが、0.01マイクロメートルから2,000マイクロメートルの範囲内の厚さを有する、請求項42に記載のデバイス。
- 繊維マットが、1マイクロメートルから500マイクロメートルの範囲内の厚さを有する、請求項1に記載のデバイス。
- 刺激性粒子が、発光性粒子を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 発光性粒子が、量子ドットおよびナノ蛍光体のうちの少なくとも1種を含む、請求項11に記載のデバイス。
- 量子ドットが、ケイ素、ゲルマニウム、リン化インジウム、リン化インジウムガリウム、リン化インジウム、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、硫化鉛、酸化銅、セレン化銅、リン化ガリウム、硫化水銀、セレン化水銀、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、ケイ酸亜鉛、硫化チタン、酸化チタン、および酸化スズのうちの少なくとも1種を含む、請求項52に記載のデバイス。
- ナノ蛍光体が、Y2O3:Tb、Y2O3:Eu3+、Lu2O3:Eu3+、CaTiO3:Pr3+、CaO:Er3+、および(GdZn)O:Eu3+を含む希土類ドープ金属酸化物、YAG:Ce3+を含む希土類ドープイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、ZrO2:Sm3+およびZrO2:Er3+を含む希土類ドープ酸化ジルコニウム、(YVO4:Eu)および(La,Ce,Tb)PO4を含む希土類ドープバナジウム酸塩およびリン酸塩、Gd2O3、GdO2S、PbO、ZnO、ZnS、およびZnSeのうちの1種を含むホストマトリックスを有し、Eu、Tb、TmおよびMnのドーパントのうちの1種を含むドープ材料、ならびにZnS:Mn2+およびZnS:Cu+を含む硫化亜鉛およびセレン化亜鉛の金属ドープ形態のうちの少なくとも1種を含む、請求項52に記載のデバイス。
- ナノ蛍光体が、希土類ドープYAG、希土類ドープZnS、および希土類ドープZnSeのうちの少なくとも1種を含む、請求項52に記載のデバイス。
- 刺激性粒子が、一次光からそれぞれの二次発光を発生するように構成される、複数の特有色発光体を含む、請求項42に記載のデバイス。
- 繊維マットから透過した一次光および繊維マットからの二次発光が、70を超える演色評価数を有する合成白色光を生成する、請求項56に記載のデバイス。
- 繊維マットから透過した一次光および繊維マットからの二次発光が、80を超える演色評価数を有する合成白色光を生成する、請求項56に記載のデバイス。
- 繊維マットからの二次発光が、70を超える演色評価数を有する合成白色光を生成する、請求項56に記載のデバイス。
- 繊維マットからの二次発光が、80を超える演色評価数を有する合成白色光を生成する、請求項56に記載のデバイス。
- 刺激性粒子が、ナノ繊維の表面上もしくは体積内または表面細孔内に配置される、請求項42に記載のデバイス。
- 刺激性粒子が、繊維マット内に取り込まれる、請求項42に記載のデバイス。
- 繊維マットを封入する透明カプセル材
をさらに備える、請求項42に記載のデバイス。 - 一次光を生成するように構成される発光ダイオード
をさらに備える、請求項42に記載のデバイス。 - 発光ダイオードと繊維マットとを封入する透明カプセル材
をさらに備える、請求項64に記載のデバイス。 - ナノ繊維が、有機および無機繊維のうちの少なくとも1種を含む、請求項42に記載のデバイス。
- ナノ繊維が、ポリ(アルキルアクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリラクチド、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ(ビニルアルコール)、それらの誘導体および関連するポリマー、ポリシリコーン、ポリスルホン、ならびにそれらの組合せのうちの少なくとも1種を含むポリマーを含む、請求項42に記載のデバイス。
- ナノ繊維が、繊維マット内のナノ繊維の屈折率および電気伝導率のうちの少なくとも1つを変更するための添加剤を含む、請求項42に記載のデバイス。
- ナノ繊維が、2つの群の繊維を含む、請求項42に記載のデバイス。
- 2つの群が、異なる材料を有する繊維を含む、請求項29に記載のデバイス。
- 2つの群が、異なる平均繊維直径を有する繊維を含む、請求項29に記載のデバイス。
- 一次光源と、
100nmから2000nmの範囲内の平均繊維直径を有し、ナノ繊維のうちの少なくとも1つの表面積を増加させる、ナノ繊維のうちの少なくとも1つの上の表面細孔を有する、ナノ繊維と、
ナノ繊維および表面細孔と関連して配置され、一次光源から波長λの光を受光すると二次発光を発生するように構成される、複数の光刺激性粒子と
を含む繊維マットと
を備え、前記平均繊維直径は、一次光に対する繊維マット内の散乱部位を提供するために、波長λと同程度のサイズである、ランプ。 - 平均繊維直径が、400nmから500nmの範囲内である、請求項72に記載のランプ。
- 発光ダイオードが、400ナノメートルから500ナノメートルの範囲内の前記波長λを有する光を放出するように構成される、請求項72に記載のランプ。
- 繊維マットが、1マイクロメートルから500マイクロメートルの範囲内の厚さを有する、請求項72に記載のランプ。
- 刺激性粒子が、量子ドットおよびナノ蛍光体のうちの少なくとも1種を含む、請求項72に記載のランプ。
- 刺激性粒子が、一次光からそれぞれの二次発光を発生するように構成される、複数の特有色発光体を含む、請求項72に記載のランプ。
- 一次光源と繊維マットとを封入する透明カプセル材
をさらに備える、請求項72に記載のランプ。 - 一次光源が、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、レーザ、およびレーザダイオードアレイのうちの少なくとも1種を備える、請求項72に記載のランプ。
- 発光性繊維マットを作製するための方法であって、
ポリマー溶液を電界紡糸して、1)100nmから2000nmの直径と、2)ナノ繊維の表面積を増加させる表面細孔とを有するナノ繊維を形成するステップと、
ナノ繊維を収集して繊維マットを形成するステップと、
繊維マットを刺激性粒子で被覆するステップと
を含む方法。 - 被覆するステップが、
刺激性粒子を含有する溶媒中に繊維マットを含浸するステップ
を含む、請求項80に記載の方法。 - 刺激性粒子を含有する溶媒の超音波処理された溶液を提供するステップ
をさらに含む、請求項80に記載の方法。 - 溶液から繊維マットを取り出すステップと、
繊維マットから溶媒を乾燥させるステップと
をさらに含む、請求項80に記載の方法。 - 繊維マットに表面被覆を提供するステップ
をさらに含む、請求項80に記載の方法。 - 刺激性粒子を含有する溶媒が、繊維マットを溶解することなく繊維マットを膨潤させる、請求項80に記載の方法。
- ナノ繊維の膨潤が、ナノ繊維内への刺激性粒子の浸透を高め、刺激性粒子を繊維マットの表面下に存在させる、請求項85に記載の方法。
- 繊維マットを作製するための方法であって、
ポリマー溶液を電界紡糸して、1)50nmから2000nmの直径と、2)ナノ繊維の表面積を増加させる表面細孔とを有するナノ繊維を形成するステップと、
ナノ繊維を収集して繊維マットを形成するステップと、
繊維マットをナノ粒子で被覆するステップと
を含む方法。 - 被覆するステップが、
ナノ粒子を含有する溶媒中に繊維マットを含浸するステップ
を含む、請求項87に記載の方法。 - ナノ粒子を含有する溶媒の超音波処理された溶液を提供するステップ
をさらに含む、請求項87に記載の方法。 - 溶液から繊維マットを取り出すステップと、
繊維マットから溶媒を乾燥させるステップと
をさらに含む、請求項87に記載の方法。 - 繊維マットに表面被覆を提供するステップ
をさらに含む、請求項87に記載の方法。 - 粒子を含有する溶媒が、繊維マットを溶解することなく繊維マットを膨潤させる、請求項91に記載の方法。
- ナノ繊維の膨潤が、ナノ繊維内への粒子の浸透を高め、粒子を繊維マットの表面下に存在させる、請求項92に記載の方法。
- ナノ繊維を焼成して炭素繊維にするために、繊維マット内のナノ繊維を加熱するステップ
をさらに含む、請求項87に記載の方法。 - ナノ粒子を焼成して金属触媒にするために、繊維マット内のナノ粒子を加熱するステップ
をさらに含む、請求項87に記載の方法。 - ナノ繊維のネットワークとして形成された複数のナノ繊維と、
ナノ繊維のネットワーク内に捕集されたナノ材料物質と
を備え、前記ネットワークは、移送中にナノ材料物質を含有する担体を提供する、ナノ材料キャリア。 - 前記複数のナノ繊維が、乾燥材料を含む、請求項96に記載のキャリア。
- ネットワーク内のナノ繊維のうちの少なくとも1つが、ナノ繊維のネットワークの表面積を増加させる表面細孔を有する、請求項96に記載のキャリア。
- ナノ繊維のネットワークとして形成された複数のナノ繊維と、
ナノ繊維のネットワーク内に捕集されたナノ材料物質と
を備え、前記ネットワークは、ネットワークからのその後のナノ材料物質の回収のためのナノ材料物質を含有する担体を提供する、ナノ材料廃棄物回収媒体。 - ナノ材料物質が、溶液から回収された量子ドット溶液を含む、請求項99に記載の媒体。
- ネットワーク内のナノ繊維のうちの少なくとも1つが、ナノ繊維のネットワークの表面積を増加させる表面細孔を有する、請求項99に記載のキャリア。
- 複数のナノ繊維が、液体フィルタを構成する、請求項99に記載のキャリア。
- ナノ繊維のネットワークとして形成された複数のナノ繊維と、
ナノ繊維のネットワーク内に捕集されたナノ材料物質と
を備え、前記ネットワークは、ネットワークからのその後のナノ材料物質の処理のためのナノ材料物質を含有する担体を提供する、ナノ材料廃棄物処理媒体。 - ナノ材料物質が、溶液から回収された量子ドット溶液を含む、請求項103に記載の媒体。
- ネットワーク内のナノ繊維のうちの少なくとも1つが、ナノ繊維のネットワークの表面積を増加させる表面細孔を有する、請求項103に記載のキャリア。
- 複数のナノ繊維が、加熱によりナノ材料サイズ粒子がマイクロメートル以上の一片に変換される媒体を含む、請求項103に記載のキャリア。
- 複数のナノ繊維が、加熱によりナノ繊維が炭素材料に変換される媒体を含む、請求項103に記載のキャリア。
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