JP4544530B2 - CNT array material manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、様々な複合材料などに用いることができるCNT配列材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to the production how the CNT array material that can be used, such as in a variety of composite materials.

近年では、繊維状材料を配列した材料が開発され、様々な用途に用いられている。例えば、繊維状材料を配列した材料の一つとして、カーボンナノチューブ(以下、CNTと記載することがある)がある。このCNTの特徴である高アスペクト比を活かすために、磁場を用いて、その配列を制御する方法や装置、これらの方法や装置を用いて配列されたCNTの成形体などが開示されている(例えば下記特許文献1〜3参照)。   In recent years, materials in which fibrous materials are arranged have been developed and used in various applications. For example, as one of the materials in which fibrous materials are arranged, there is a carbon nanotube (hereinafter sometimes referred to as CNT). In order to make use of the high aspect ratio characteristic of this CNT, a method and apparatus for controlling the arrangement using a magnetic field, a molded article of CNTs arranged using these methods and apparatuses, and the like are disclosed ( For example, see Patent Documents 1 to 3 below).

特開2004−234865号公報JP 2004-234865 A 特開2002−273741号公報JP 2002-273741 A 特開2004−255600号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-255600

しかし、上記文献のそれぞれのものは、ほぼ磁場方向に沿ってしかCNTを配列できず、強度が低かったりするなどの問題点があり、用途が限られていた。また、他の繊維状材料においても同様の問題がある。 However, those of each of the above documents can not be arranged CNT only substantially along the field direction, there is a problem of strength was low squirrel Runado, applications were limited. In addition, other fibrous materials have the same problem.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、用途が広範なCNT配列材料の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above problems, and an object thereof is application to provide a manufacturing how broad CNT array material.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明に係る繊維状材料の配列材料の製造方法は、繊維状材料を所定の長さに調整する長さ調整工程と、前記長さ調整工程で調整された繊維状材料を溶媒に混合して前記繊維状材料の分散した溶液を得る混合工程と、前記混合工程で得られた溶液の適量を基板に滴下し、前記繊維状材料が無重力状態となるように磁場を印加しつつ、基板に滴下した前記溶液中の溶媒を蒸発させて、前記繊維状材料を収束配列させる工程とを有していることを特徴とする。なお、混合工程においては、繊維状材料が均一に分散していることが好ましい。   The method for producing an array material of fibrous materials according to the present invention includes a length adjusting step for adjusting the fibrous material to a predetermined length, and a fibrous material adjusted in the length adjusting step is mixed in a solvent. A mixing step for obtaining a solution in which the fibrous material is dispersed, and an appropriate amount of the solution obtained in the mixing step is dropped onto the substrate, and a magnetic field is applied to the substrate so that the fibrous material is in a weightless state. And evaporating the solvent in the solution so as to converge the fibrous material. In the mixing step, it is preferable that the fibrous material is uniformly dispersed.

上記構成によれば、強度が高ものを作製が可能で用途が広範な繊維状材料の配列材料の製造方法を提供できる。 According to the above configuration, the strength is high even those manufacturing is possible applications can provide a method for producing a sequence materials of a wide range of fibrous materials.

本発明に係る繊維状材料の配列材料の製造方法は、前記混合工程が、前記溶液中から凝集した前記繊維状材料を取り除く工程をさらに含んでいることが好ましい。これにより、意図した構成に配列することが困難となっている凝集した繊維状材料を予め取り除くので、より精度よく配列した繊維状材料の配列材料を製造できる。   In the method for producing an array material of fibrous materials according to the present invention, it is preferable that the mixing step further includes a step of removing the aggregated fibrous material from the solution. As a result, the aggregated fibrous material, which is difficult to be arranged in the intended configuration, is removed in advance, so that the arranged material of the fibrous material arranged more accurately can be manufactured.

本発明に係る繊維状材料の配列材料の製造方法は、前記基板が、鉛直方向に印加された前記磁場に対して0〜90°に傾けて設置されていることが好ましい。これにより、磁場方向に繊維状材料の長軸方向を磁場と平行に配向しながら、複数の繊維状材料が略平行に連なった束となって繊維状材料束を形成し、その繊維状材料束が磁場の向きと平行になった後、複数の繊維状材料束が折り重なるように配置できる。その結果として、強度が高ものを作製が可能で用途が広範な繊維状材料の配列材料を容易に製造できる。なお、磁場と基板との角度が90°である場合が最も強度が高ものを作製が可能で用途が広範な繊維状材料の配列材料を容易に製造できる。 In the method for producing an array material of fibrous materials according to the present invention, it is preferable that the substrate is installed at an angle of 0 to 90 ° with respect to the magnetic field applied in the vertical direction. As a result, a fibrous material bundle is formed as a bundle in which a plurality of fibrous materials are arranged substantially parallel to each other while the major axis direction of the fibrous material is oriented parallel to the magnetic field in the magnetic field direction. Can be arranged such that a plurality of fibrous material bundles are folded over after the direction of the magnetic field becomes parallel to the direction of the magnetic field. As a result, the strength can be produced what is not high in applications can be easily manufactured arrangement materials of a wide range of fibrous materials. Note that it is easily manufactured arrangement materials angles can produce the most strength is not high may be 90 ° and applications extensive fibrous material between the magnetic field and the substrate.

本発明に係る繊維状材料の配列材料の製造方法は、前記繊維状材料がCNTであり、前記長さ調整工程が1μm以上の長さのCNTに選別する工程を含むことが好ましい。これにより、強度が高く、熱伝導性、導電性にも優れものを作製が可能で用途が広範なCNTの配列材料を製造できる。 In the method for manufacturing an array material of fibrous materials according to the present invention, it is preferable that the fibrous material is CNT, and the length adjusting step includes a step of sorting into CNTs having a length of 1 μm or more. Accordingly, high strength, thermal conductivity, making those excellent in conductivity can be application capable of producing a sequence material broad CNT.

本発明に係る繊維状材料の配列材料は、複数の繊維状材料が略平行に連なった束となって繊維状材料束を形成し、さらに複数の繊維状材料束が折り重なって網状薄膜組織を形成していることを特徴とする。別の観点から、本発明に係る繊維状材料の配列材料は、複数の繊維状材料が略平行に連なった束となって繊維状材料束を形成し、さらに複数の繊維状材料束が折り重なって、孔を複数有する薄膜状組織を形成していることを特徴とする。   The array material of fibrous materials according to the present invention forms a bundle of fibrous materials by forming a bundle of a plurality of fibrous materials that are substantially parallel to each other, and further forms a network thin film structure by folding a plurality of bundles of the fibrous materials. It is characterized by that. From another point of view, the array material of fibrous materials according to the present invention forms a bundle of fibrous materials by forming a bundle of a plurality of fibrous materials in a substantially parallel manner, and the plurality of fibrous material bundles are further folded. A thin film structure having a plurality of holes is formed.

上記構成によれば、強度が高ものを作製が可能で用途が広範な繊維状材料の配列材料を提供できる。 According to the above configuration, the strength is high even those manufacturing is possible applications can provide an array material of a wide range of fibrous materials.

本発明に係る繊維状材料の配列材料は、前記繊維状材料がカーボンナノチューブであることが好ましい。これにより、強度が高く、熱伝導性、導電性にも優れものを作製が可能で用途が広範なCNTの配列材料を提供できる。 In the fibrous material array material according to the present invention, the fibrous material is preferably a carbon nanotube. Accordingly, high strength, thermal conductivity, making those excellent in conductivity is possible applications can provide an array material broad CNT.

以下、本発明に係るCNT配列材料の実施形態について説明する。まず、CNT配列材料の製造方法について説明する。   Hereinafter, embodiments of the CNT array material according to the present invention will be described. First, a method for producing a CNT array material will be described.

まず、単層CNTを切断し、クロマトグラフィーやメンブランフィルターなどによるろ過によって1〜10μmの長さのものに選別する。この選別されたCNTを水などの溶媒に混合し、溶液を作製する。このとき、遠心分離やメンブランフィルターなどによるろ過を行って、溶液中において凝集したCNTを取り除いておくことが好ましい。次に、この溶液の適量を基板に滴下した後、滴下した溶液中のCNTが無重力状態あるいはほぼ無重力状態となるように、例えば、超電導磁石装置などの強磁場を発生できる磁場印加装置内の所定位置に設置し、磁場を印加しつつ、基板に滴下した溶液中の溶媒を蒸発させる。このような方法により、本実施形態に係るCNT配列材料を得ることができる。   First, single-walled CNTs are cut and sorted into those having a length of 1 to 10 μm by filtration using chromatography or a membrane filter. This selected CNT is mixed with a solvent such as water to prepare a solution. At this time, it is preferable to remove aggregated CNTs in the solution by performing filtration using a centrifugal separator or a membrane filter. Next, after dropping an appropriate amount of this solution onto the substrate, a predetermined magnetic field application device such as a superconducting magnet device can generate a strong magnetic field so that the CNTs in the dropped solution are in a weightless or almost weightless state. The solvent in the solution dropped on the substrate is evaporated while being placed at a position and applying a magnetic field. By such a method, the CNT array material according to this embodiment can be obtained.

上述の方法で得られたCNT配列材料は、薄膜状のものであり、複数のCNTがほぼ平行に束となって束状CNTを複数形成し、これらの束状CNTが網状組織を構成するように配列されてなるものである。言い換えれば、このCNT配列材料は、多孔質薄膜であるともいえる。   The CNT array material obtained by the above method is a thin film, and a plurality of CNTs are bundled almost in parallel to form a plurality of bundled CNTs, and these bundled CNTs form a network structure. Are arranged. In other words, it can be said that this CNT array material is a porous thin film.

本実施形態に係るCNT配列材料は、強度が高く、熱伝導性、導電性にも優れており、大面積のものを作製が可能で用途が広範なCNT配列材料を提供できる。なお、このCNT配列材料は、さらに水素などの気体の吸着能を有する。   The CNT array material according to the present embodiment is high in strength, excellent in thermal conductivity and conductivity, can be manufactured in a large area, and can provide a wide range of CNT array materials. Note that this CNT array material further has the ability to adsorb gas such as hydrogen.

次に、本発明に係るCNT配列材料の実施例について説明する。まず、本実施例のCNT配列材料の製造方法を説明する。原料には、単層CNTを用いた。以下、工程順に説明していく。   Next, examples of the CNT array material according to the present invention will be described. First, a method for producing the CNT array material of this example will be described. Single-walled CNT was used as a raw material. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

〔CNTの切断〕
0.01163gの単層CNTを、HSO:HNO=3:1=30mL:10mLとなる混酸に加え、超音波照射切断した。超音波照射した時間・周波数は、25kHzで15分である。これに蒸留水を約100ml加え、0.2μmのフィルターでろ過した。ろ過した後、得られた切断CNT粉末をNaOH水溶液で中性になるまで洗浄した。
[CNT cutting]
0.01163 g of single-walled CNTs were added to a mixed acid of H 2 SO 4 : HNO 3 = 3: 1 = 30 mL: 10 mL and cut by ultrasonic irradiation. The time and frequency of ultrasonic irradiation are 15 minutes at 25 kHz. About 100 ml of distilled water was added to this, and it filtered with a 0.2 micrometer filter. After filtration, the obtained cut CNT powder was washed with an aqueous NaOH solution until neutral.

〔CNTの長さによる選別〕
サイズ排除クロマトグラフィーとしてSepadexG−50を使用した。まず、上記切断したCNTを蒸留水10mlによく分散させた。すると、黒〜灰色の溶液となったので、うまく上澄み液だけを取り出して、クロマトグラフィーをおこなった。なお、クロマトグラフィーによって分離を行った溶出液で先に溶出してくる溶液を試料1(CNTの平均長さ0.7μm)、後に溶出してくる溶液を試料2(CNTの平均長さ1.2μm)とする。
[Sort by CNT length]
Sepadex G-50 was used as size exclusion chromatography. First, the cut CNTs were well dispersed in 10 ml of distilled water. Then, since it became a black-gray solution, only the supernatant liquid was taken out well and chromatographed. In addition, the solution eluted earlier with the eluate separated by chromatography is sample 1 (average length of CNT 0.7 μm), and the solution eluted later is sample 2 (average length of CNT 1.. 2 μm).

〔磁場印加しながら基板上での乾燥〕
試料1、2をそれぞれマイカ基板(原子間力顕微鏡(AFM)用)にそれぞれ滴下し、図1(a)に示す超電導磁石装置の磁場発生領域内において磁場を印加しつつ(図1(b)参照)溶媒を乾燥させながら、それぞれの基板についてCNTの配向を行った。
[Drying on the substrate while applying a magnetic field]
Samples 1 and 2 are respectively dropped onto a mica substrate (for atomic force microscope (AFM)), and a magnetic field is applied in the magnetic field generation region of the superconducting magnet apparatus shown in FIG. 1A (FIG. 1B). Reference) Each substrate was aligned with CNTs while drying the solvent.

なお、図1(a)の超電導磁石装置の概略図において、1は超電導磁石の内筒、2a、3a、4aは基板、2b、3b、4bは基板2a、3a、4aをそれぞれ載せるための載置台、5は載置台2b、3b、4bを固定支持するための非磁性の支持棒である。また、本実施例で用いられる超電導磁石装置は、中心軸が鉛直方向である超電導コイルを用いたものであり、この超電導コイルの内部に内筒1が同心で設置されている。また、図示しないが、この超電導コイルは、一般的な超電導磁石装置に用いられるクライオスタット内において、液体ヘリウムなどで冷却され、励磁されている。また、試料1、2は、図1(a)の超電導磁石装置の概略図において、それぞれ上位置(無重力状態)、中心位置(磁場強度が最大(15T)となっている状態)、下位置(2Gの過重力状態)の各位置に載置して、CNTの配向を行なった。   In the schematic diagram of the superconducting magnet apparatus of FIG. 1A, 1 is a superconducting magnet inner cylinder, 2a, 3a, 4a are substrates, 2b, 3b, 4b are substrates for mounting substrates 2a, 3a, 4a, respectively. The mounting table 5 is a nonmagnetic support bar for fixedly supporting the mounting tables 2b, 3b, and 4b. Further, the superconducting magnet device used in the present embodiment uses a superconducting coil whose central axis is the vertical direction, and the inner cylinder 1 is concentrically installed inside the superconducting coil. Although not shown, this superconducting coil is cooled and excited by liquid helium in a cryostat used in a general superconducting magnet device. Samples 1 and 2 are, in the schematic diagram of the superconducting magnet device in FIG. 1A, respectively, an upper position (non-gravity state), a center position (state where the magnetic field strength is maximum (15T)), and a lower position ( The CNTs were oriented by placing them at each position in a 2G hypergravity state.

次に、試料1、2におけるCNTの配向結果について説明する。図2は試料1の上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。図3、4、5、及び6は図2の上位置の左端、左から2番目、右から2番目、及び右端に示したAFM写真である。は、(a)が試料1の上位置において配向されたCNTのAFM写真であり、(b)が(a)に記載された線におけるCNTの断面高さの情報を示すグラフである。図は試料2の上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真を示す。図9、10、11、及び12は図8の上位置の左端、左から2番目、右から2番目、及び右端に示したAFM写真である。13は、(a)が試料2の上位置において配向されたCNTのAFM写真であり、(b)が(a)に記載された線におけるCNTの断面高さの情報を示すグラフである。 Next, the alignment results of CNT in samples 1 and 2 will be described. FIG. 2 is an AFM photograph of CNTs aligned at the upper position, the center position, and the lower position of the sample 1. 3, 4, 5, and 6 are AFM photographs shown at the left end, the second from the left, the second from the right, and the right end of the upper position in FIG. 7, (a) is an AFM photograph of CNT oriented in a position on the sample 1, is a graph showing the cross-sectional height information of the CNT in the line as described in (b) is (a). FIG. 8 shows AFM photographs of CNTs oriented at the upper position, the center position, and the lower position of the sample 2. 9, 10, 11, and 12 are AFM photographs shown at the left end, the second from the left, the second from the right, and the right end of the upper position in FIG. FIG. 13A is an AFM photograph of CNT oriented at the upper position of the sample 2, and FIG. 13B is a graph showing information on the cross-sectional height of the CNT along the line described in FIG.

<試料1の結果>
図2〜6に示すように、無重力状態である上位置の試料1のCNTは、複数のCNTがほぼ平行に束となって束状CNTを複数形成し、これらの束状CNTが網状組織を構成するように、折り重なって配列されたCNT配列材料を形成していることがわかる。これに対し、中心位置や下位置の試料1のCNTは、配列した組織を構成しているとはいい難いものであった。また、図に示すように、無重力状態である上位置で形成されたCNT配列材料のCNTの高さは、±5nm以下であることから、複数本の単層CNTが束なったものであると考えられる。なお、図(a)中の逆三角と図(b)中の逆三角とが対応している。また、図(a)は図2の上位置の右端の写真と同部分のものを示している。
<Result of sample 1>
As shown in FIGS. 2 to 6 , the CNT of the upper sample 1 that is in a weightless state is formed by bundling a plurality of CNTs almost in parallel to form a plurality of bundled CNTs, and these bundled CNTs form a network structure. It can be seen that the CNT array material arranged in an overlapping manner is formed as configured. On the other hand, it was difficult to say that the CNTs of the sample 1 at the center position or the lower position constitute an arrayed structure. Further, as shown in FIG. 7 , the height of the CNT of the CNT array material formed at the upper position in a weightless state is ± 5 nm or less, and thus a plurality of single-walled CNTs are bundled. it is conceivable that. Note that corresponds reverse triangle inverted triangles and 7 (b) in in FIG. 7 (a). Further, FIG. 7 (a) shows what the right pictures with the same portion of the upper position of FIG.

<試料2の結果>
8〜12に示すように、無重力状態である上位置の試料2のCNTは、複数のCNTがほぼ平行に束となって束状CNTを複数形成し、これらの束状CNTが網状組織を構成するように、折り重なって配列されたCNT配列材料を形成していることがわかる。これに対し、中心位置や下位置の試料2のCNTは、配列した組織を構成しているとはいい難いものであった。また、図13に示すように、無重力状態である上位置で形成されたCNT配列材料のCNTの高さは、±8nm以下であるので、複数本の単層CNTが束なったものであると考えられる。なお、図13(a)中の逆三角と図13(b)中の逆三角とが対応している。また、図13(a)は図の上位置の右端の写真と同部分のものを示している。
<Result of sample 2>
As shown in FIGS. 8 to 12 , the CNT of the upper sample 2 that is in the weightless state is formed by bundling a plurality of CNTs into a bundle almost in parallel to form a plurality of bundled CNTs, and these bundled CNTs form a network structure. It can be seen that the CNT array material arranged in an overlapping manner is formed as configured. On the other hand, it was difficult to say that the CNTs of the sample 2 at the center position or the lower position constitute an arrayed structure. Further, as shown in FIG. 13 , the height of the CNT of the CNT array material formed at the upper position in a weightless state is ± 8 nm or less, so that a plurality of single-walled CNTs are bundled. Conceivable. Note that corresponds reverse triangle inverted triangles and 13 in (b) in FIG. 13 (a). Further, FIG. 13 (a) shows that of the right edge of the photograph and the upper portion of the position in FIG.

<まとめ>
試料1、2の結果を比較すると、切断したCNTの長さが1μmを超えると、高度な配列組織化が可能なことがわかる。
<Summary>
Comparing the results of Samples 1 and 2, it can be seen that when the length of the cut CNT exceeds 1 μm, a high degree of arrangement organization is possible.

次に、磁場と基板の傾きとの関係によって、CNTの配向がどのように変化するか上記試料2を用いて検証した。具体的には、図14に示すように、基板6を傾斜板7に設置し、載置台8と支持棒9とを用いて外部磁場に対して基板6を所定角度(θ=90°、60°、45°)傾斜させ、図1の場合と同様に上、中心、下位置において、それぞれの鉛直方向の磁場内におけるCNTの配向状態を調べた。このとき、磁場のポイントがずれないように適宜調整し、上記試料1、2の場合の配列方法と同様にしてCNT配列材料を得た。その結果を図15、19、23に示す。また、図16、17、及び18に図15の上位置の左端、左から2番目、及び右端のAFM写真を示す。図20、21、及び22に図19の上位置の左端、左から2番目、及び右端のAFM写真を示す。図24、25、及び26に図23の上位置の左端、左から2番目、及び右端のAFM写真を示す。 Next, the sample 2 was used to verify how the orientation of the CNTs changes depending on the relationship between the magnetic field and the substrate tilt. Specifically, as shown in FIG. 14 , the substrate 6 is placed on the inclined plate 7, and the substrate 6 is placed at a predetermined angle (θ = 90 °, 60 °) with respect to the external magnetic field using the mounting table 8 and the support rod 9. In the same manner as in the case of FIG. 1, the orientation state of CNTs in the vertical magnetic field was examined at the upper, center, and lower positions. At this time, the magnetic field points were appropriately adjusted so as not to shift, and a CNT array material was obtained in the same manner as the alignment method in the case of Samples 1 and 2 above. The results are shown in FIG 15,19,23. FIGS. 16, 17 and 18 show AFM photographs of the left end, the second from the left, and the right end in the upper position of FIG. 20, 21 and 22 show AFM photographs at the left end, the second from the left, and the right end in the upper position of FIG. 24, 25, and 26 show AFM photographs of the left end, the second from the left, and the right end of the upper position in FIG.

15〜26を見ると、どの場合も上位置での基板において、CNTが配向していることがわかる。また、角度θが磁場に対して大きくなるにつれて(図231915の順に)、CNTが高度に配列組織化されていることがわかる。 15 to 26 , it can be seen that the CNTs are oriented in the substrate at the upper position in any case. Further, it can be seen that the CNTs are highly arrayed as the angle θ increases with respect to the magnetic field (in the order of FIGS. 23 , 19 , and 15 ).

なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。本発明の代表として、上記ではCNTについて詳述したが、グラスファイバー、金属ファイバー、半導体ファイバー、セラミックスファイバー、炭素ファイバー、生体物質(DNA、ポリペプチド、タンパク質)、高分子などもCNTと同様にして高度な配列組織化が可能である。   The present invention can be changed in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above-described embodiments and examples. As a representative of the present invention, CNT has been described in detail above. However, glass fiber, metal fiber, semiconductor fiber, ceramic fiber, carbon fiber, biological material (DNA, polypeptide, protein), polymer, etc. are the same as CNT. A high degree of sequence organization is possible.

本発明は、導電性複合材料(帯電防止材、静電放電材、導電性プラスチックなど)や、強度向上複合材料(防弾製品など)の作製に適用できる。また、燃料電池や太陽電池、熱伝導性複合材料(電子部品用パッケージなど)、電子デバイス(電子材料配線など)にも適用できる。   The present invention can be applied to the production of conductive composite materials (such as antistatic materials, electrostatic discharge materials, and conductive plastics) and strength-enhancing composite materials (such as bulletproof products). Further, the present invention can also be applied to fuel cells, solar cells, thermally conductive composite materials (such as electronic component packages), and electronic devices (such as electronic material wiring).

(a)が本発明に係る実施例に用いる超電導磁石装置と基板などとの関係を示す概略図、(b)が(a)で示した超電導磁石装置の磁場発生領域内における磁場強度の分布を示すグラフである。(A) is the schematic which shows the relationship between the superconducting magnet apparatus and board | substrate etc. which are used for the Example which concerns on this invention, (b) is distribution of the magnetic field intensity in the magnetic field generation region of the superconducting magnet apparatus shown by (a). It is a graph to show. 試料1の上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。3 is an AFM photograph of CNTs oriented at the upper position, the center position, and the lower position of Sample 1. FIG. 図2の上位置の左端に示したAFM写真である。3 is an AFM photograph shown at the left end of the upper position in FIG. 2. 図2の上位置の左から2番目に示したAFM写真である。3 is an AFM photograph shown second from the left in the upper position of FIG. 2. 図2の上位置の右から2番目に示したAFM写真である。3 is an AFM photograph shown second from the right in the upper position of FIG. 2. 図2の上位置の右端に示したAFM写真である。3 is an AFM photograph shown at the right end of the upper position in FIG. 2. (a)が試料1の上位置において配向されたCNTのAFM写真であり、(b)が(a)に記載された線におけるCNTの断面高さの情報を示すグラフである。(A) is an AFM photograph of CNT oriented at the upper position of sample 1, and (b) is a graph showing information on the cross-sectional height of the CNT in the line described in (a). 試料2の上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。4 is an AFM photograph of CNTs aligned at the upper position, the center position, and the lower position of sample 2. FIG. 図8の上位置の左端に示したAFM写真である。It is an AFM photograph shown at the left end of the upper position in FIG. 図8の上位置の左から2番目に示したAFM写真である。FIG. 9 is an AFM photograph shown second from the left in the upper position of FIG. 8. 図8の上位置の右から2番目に示したAFM写真である。FIG. 9 is an AFM photograph shown second from the right in the upper position of FIG. 8. 図8の上位置の右端に示したAFM写真である。It is an AFM photograph shown at the right end of the upper position in FIG. (a)が試料2の上位置において配向されたCNTのAFM写真であり、(b)が(a)に記載された線におけるCNTの断面高さの情報を示すグラフである。(A) is an AFM photograph of CNT oriented at the upper position of sample 2, and (b) is a graph showing information on the cross-sectional height of CNT in the line described in (a). 磁場と基板の傾きとの関係によって、CNTの配向がどのように変化するかを検証するために使用した実験装置の概略図である。It is the schematic of the experimental apparatus used in order to verify how the orientation of CNT changes with the relationship between a magnetic field and the inclination of a board | substrate. 14の装置でθ=90°として、上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。FIG. 15 is an AFM photograph of CNTs oriented at an upper position, a center position, and a lower position with θ = 90 ° in the apparatus of FIG. 14 . 図15の上位置の左端に示したAFM写真である。16 is an AFM photograph shown at the left end of the upper position in FIG. 図15の上位置の左から2番目に示したAFM写真である。FIG. 16 is an AFM photograph shown second from the left in the upper position of FIG. 図15の上位置の右端に示したAFM写真である。16 is an AFM photograph shown at the right end of the upper position in FIG. 14の装置でθ=60°として、上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。FIG. 15 is an AFM photograph of CNTs oriented at an upper position, a center position, and a lower position with θ = 60 ° in the apparatus of FIG. 14 . 図19の上位置の左端に示したAFM写真である。20 is an AFM photograph shown at the left end of the upper position in FIG. 図19の上位置の左から2番目に示したAFM写真である。20 is an AFM photograph shown second from the left in the upper position of FIG. 19. 図19の上位置の右端に示したAFM写真である。20 is an AFM photograph shown at the right end of the upper position in FIG. 14の装置でθ=45°として、上位置、中心位置、下位置において配向されたCNTのAFM写真である。FIG. 15 is an AFM photograph of CNTs oriented at an upper position, a center position, and a lower position with θ = 45 ° in the apparatus of FIG. 14 . 図23の上位置の左端に示したAFM写真である。It is an AFM photograph shown at the left end of the upper position in FIG. 図23の上位置の左から2番目に示したAFM写真である。It is the AFM photograph shown second from the left in the upper position of FIG. 図23の上位置の右端に示したAFM写真である。It is an AFM photograph shown at the right end of the upper position in FIG.

1 内筒
2a、3a、4a、6 基板
2b、3b、4b、8 載置台
5、9 支持棒
7 傾斜板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner cylinder 2a, 3a, 4a, 6 Substrate 2b, 3b, 4b, 8 Mounting base 5, 9 Support bar 7 Inclined plate

Claims (4)

カーボンナノチューブを所定の長さに調整する長さ調整工程と、
前記長さ調整工程で調整されたカーボンナノチューブを溶媒に混合して前記カーボンナノチューブの分散した溶液を得る混合工程と、
前記混合工程で得られた溶液の適量を基板に滴下し、前記カーボンナノチューブが無重力状態となるように磁場を印加しつつ、基板に滴下した前記溶液中の溶媒を蒸発させて、前記カーボンナノチューブを収束配列させる工程とを有していることを特徴とするCNT配列材料の製造方法。
A length adjusting step for adjusting the carbon nanotube to a predetermined length;
A mixing step of mixing the carbon nanotubes adjusted in the length adjusting step with a solvent to obtain a solution in which the carbon nanotubes are dispersed;
The appropriate amount of the solution obtained in the mixing step was added dropwise to the substrate, while the carbon nanotubes by applying a magnetic field so as to weightlessness, the solvent of the solution was added dropwise to the substrate is evaporated, the carbon nanotube A method for producing a CNT array material, comprising: a step of converging alignment.
前記混合工程が、前記溶液中から凝集した前記カーボンナノチューブを取り除く工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項1記載のCNT配列材料の製造方法。 2. The method for producing a CNT array material according to claim 1, wherein the mixing step further includes a step of removing the aggregated carbon nanotubes from the solution. 前記基板が、鉛直方向に印加された前記磁場に対して0〜90°に傾けて設置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のCNT配列材料の製造方法。 The method for producing a CNT array material according to claim 1 or 2, wherein the substrate is installed at an angle of 0 to 90 ° with respect to the magnetic field applied in the vertical direction. 記長さ調整工程が1μm以上の長さのカーボンナノチューブに選別する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のCNT配列材料の製造方法。 Before Sulfur butterfly adjusting step, the manufacturing method of the CNT array material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises the step of selecting a 1μm or more of the length of the carbon nanotubes.
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KR101054354B1 (en) * 2008-12-22 2011-08-05 한국과학기술원 Arrangement method of nanomaterials using solution evaporation
JP5558190B2 (en) * 2010-04-27 2014-07-23 ニッタ株式会社 Method for producing long CNT isolated dispersion and carbon nanotube coating film
JP6124260B2 (en) * 2013-09-30 2017-05-10 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Luminescent carbon nanowire and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346996A (en) * 2001-05-21 2002-12-04 Fuji Xerox Co Ltd Method of manufacturing carbon nanotube structure as well as carbon nanotube structure and carbon nanotube device using the same
JP2004189548A (en) * 2002-12-12 2004-07-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Containerless crystal growth method
JP2005521563A (en) * 2002-03-25 2005-07-21 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル How to collect nano objects

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346996A (en) * 2001-05-21 2002-12-04 Fuji Xerox Co Ltd Method of manufacturing carbon nanotube structure as well as carbon nanotube structure and carbon nanotube device using the same
JP2005521563A (en) * 2002-03-25 2005-07-21 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル How to collect nano objects
JP2004189548A (en) * 2002-12-12 2004-07-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Containerless crystal growth method

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