JP5332901B2 - Nanotube-like substance separation method, production method and separation apparatus - Google Patents
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本発明は、ナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置に関する。 The present invention relates to a method for separating a nanotube-like substance, a production method, and a separation apparatus.
ナノメートル程度のサイズを持つチューブ状の物質からなるナノチューブ材料は、機械的、電気的、光学的な領域における応用が期待されている。ナノチューブ材料としては、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、窒化ホウ素(BN)ナノチューブ、有機ナノチューブ、シリコンナノワイヤ、酸化亜鉛ナノワイヤなどが知られている。例えば単層カーボンナノチューブは、特に、その電気的な特徴から半導体装置の層間配線(ビア配線)材料や次世代半導体装置の活性層材料などへの応用が期待されている。 Nanotube materials made of a tube-like substance having a size on the order of nanometers are expected to be applied in the mechanical, electrical, and optical domains. Known nanotube materials include single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, boron nitride (BN) nanotubes, organic nanotubes, silicon nanowires, and zinc oxide nanowires. For example, single-walled carbon nanotubes are particularly expected to be applied to interlayer wiring (via wiring) materials for semiconductor devices and active layer materials for next-generation semiconductor devices because of their electrical characteristics.
一方、半導体装置の分野では、半導体膜としてアモルファスまたは多結晶のシリコンを用いた薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が知られており、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ等のスイッチング素子として実用化されている。 On the other hand, in the field of semiconductor devices, a thin film transistor (TFT) using amorphous or polycrystalline silicon as a semiconductor film is known, and is practically used as a switching element for an active matrix liquid crystal display or the like.
近年、TFT用の半導体膜の材料としてナノチューブ材料を用いることが検討されている。例えば、単層カーボンナノチューブを含む薄膜を用いて作製したTFTの一例が特許文献1に記載されている。このような単層カーボンナノチューブを用いたTFTには、アモルファスまたは多結晶のシリコンを用いたTFTに比べ、製造プロセスの低温化が図れるという利点がある。そのため、プラスチック基板上への回路の形成が可能になり、装置の軽量化、低コスト化が図れるなど、多くの効果が期待されている。 In recent years, it has been studied to use a nanotube material as a material for a semiconductor film for TFT. For example, Patent Document 1 describes an example of a TFT manufactured using a thin film containing single-walled carbon nanotubes. A TFT using such a single-walled carbon nanotube has an advantage that the manufacturing process can be performed at a lower temperature than a TFT using amorphous or polycrystalline silicon. Therefore, it is possible to form a circuit on a plastic substrate, and many effects are expected such as reduction in weight and cost of the apparatus.
特許文献1に記載されたTFTの活性層においては、単層カーボンナノチューブがランダムに配向しネットワークを形成している。この単層カーボンナノチューブによるランダムネットワークは、複数の単層カーボンナノチューブが重なりあい、ソース・ドレイン電極間を架橋することにより活性層を形成している。このとき、活性層中の単層カーボンナノチューブ内を流れる電子はバリスティック伝導により伝導する。一方、単層カーボンナノチューブ同士が互いに重なり合った箇所では、電子はこの接触箇所を通って単層カーボンナノチューブ間を移動する。そのため、単層カーボンナノチューブ内の電子伝導のみによって活性層中を電子が移動する場合に比べて、接触抵抗が発生することによりTFTの電気的特性に影響が生じる。すなわち、活性層における単層カーボンナノチューブ同士の接触箇所の個数にばらつきが存在すると、個々のTFTの電気的特性にも、ばらつきが生じる。 In the active layer of the TFT described in Patent Document 1, single-walled carbon nanotubes are randomly oriented to form a network. In this random network of single-walled carbon nanotubes, a plurality of single-walled carbon nanotubes are overlapped, and an active layer is formed by bridging between source and drain electrodes. At this time, electrons flowing in the single-walled carbon nanotubes in the active layer are conducted by ballistic conduction. On the other hand, where single-walled carbon nanotubes overlap each other, electrons move between the single-walled carbon nanotubes through the contact points. Therefore, compared with the case where electrons move through the active layer only by electron conduction in the single-walled carbon nanotube, the contact resistance is generated, which affects the electrical characteristics of the TFT. That is, if there is a variation in the number of contact points between the single-walled carbon nanotubes in the active layer, the electrical characteristics of the individual TFTs also vary.
ここで、単層カーボンナノチューブ同士の接触箇所の個数は、単層カーボンナノチューブの長さの分布に依存する。しかし、現在の単層カーボンナノチューブの製造方法では、特定の長さを有する単層カーボンナノチューブだけを選択的に合成することは困難であり、関連する単層カーボンナノチューブの長さには必ずばらつきが存在する。そのため、これらの単層カーボンナノチューブを用いて作製した関連するTFTは、その電気的特性にばらつきが生じるという問題があった。 Here, the number of contact points between the single-walled carbon nanotubes depends on the length distribution of the single-walled carbon nanotubes. However, with the current method for producing single-walled carbon nanotubes, it is difficult to selectively synthesize only single-walled carbon nanotubes having a specific length, and the lengths of related single-walled carbon nanotubes always vary. Exists. For this reason, related TFTs manufactured using these single-walled carbon nanotubes have a problem in that their electrical characteristics vary.
単層カーボンナノチューブをその長さによって分離する方法の一例が特許文献2に記載されている。特許文献2では、カーボンナノチューブを含む溶液をフィルタで濾過する場合において、フィルタの孔径を適切に選択することにより、カーボンナノチューブ溶液に含まれる単層カーボンナノチューブの長さをある程度の長さ以下にそろえることが可能であるとされている。
An example of a method for separating single-walled carbon nanotubes by their length is described in
しかしながら、特許文献2に記載された単層カーボンナノチューブの長さによる分離方法においては、フィルタの孔径よりも長い単層カーボンナノチューブであってもフィルタを通過してしまう場合があった。これは単層カーボンナノチューブは柔軟性を有し、かつ、溶液中で自由に回転することができるためである。その結果、単層カーボンナノチューブなどのナノチューブ状物質をその長さによって分離する場合、分離能が低いという問題があった。
However, in the separation method based on the length of single-walled carbon nanotubes described in
本発明の目的は、上述した課題であるナノチューブ状物質をその長さによって高い分離能で分離することが困難である、という課題を解決するナノチューブ状物質の分離方法、製造方法及び分離装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a nanotube-like substance separation method, manufacturing method, and separation apparatus that solve the above-mentioned problem that it is difficult to separate the nanotube-like substance with high separation ability depending on its length. There is to do.
本発明のナノチューブ状物質の分離方法は、長さが異なる複数のナノチューブ状物質を含むナノチューブ混合溶液中に、ナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えたフィルタを配置し、ナノチューブ混合溶液に対して、フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用を施し、少なくともフィルタ近傍のナノチューブ状物質を基準方向と略平行な方向に配向させ、フィルタとナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる。 According to the method for separating a nanotube-like material of the present invention, a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-like materials having different lengths is between a maximum value of the length of the nanotube-like material and a minimum value of the length of the nanotube-like material. A filter with pores having a pore size of 2 mm is arranged, and an electromagnetic action controlled in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter is applied to the nanotube mixed solution, and at least the nanotube-like substance in the vicinity of the filter is used as a reference. The filter and the nanotube mixed solution are relatively moved by being oriented in a direction substantially parallel to the direction.
本発明のナノチューブ状物質の製造方法は、長さが異なる複数のナノチューブ状物質を含むナノチューブ混合溶液中に、ナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えたフィルタを配置し、ナノチューブ混合溶液に対して、フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用を施し、少なくともフィルタ近傍のナノチューブ状物質を基準方向と略平行な方向に配向させ、フィルタとナノチューブ混合溶液を相対的に移動させ、フィルタを通過したナノチューブ混合溶液から、ナノチューブ状物質のうち、フィルタの孔径よりも小さい長さを有するナノチューブ状物質を回収する。 According to the method for producing a nanotube-shaped material of the present invention, between the maximum value of the length of the nanotube-shaped material and the minimum value of the length of the nanotube-shaped material in the nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-shaped materials having different lengths. A filter with pores having a pore size of 2 mm is arranged, and an electromagnetic action controlled in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter is applied to the nanotube mixed solution, and at least the nanotube-like substance in the vicinity of the filter is used as a reference. The nanotube-like substance having a length smaller than the pore diameter of the filter out of the nanotube-like substance from the nanotube-mixed solution that is oriented in a direction substantially parallel to the direction and relatively moves the filter and the nanotube mixture solution and passes through the filter. Recover.
本発明のナノチューブ状物質の分離装置は、長さが異なる複数のナノチューブ状物質を含むナノチューブ混合溶液を収容する収容部と、収容部に連結され、ナノチューブ状物質の一部を回収する回収部と、収容部に設けられ、ナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えたフィルタと、ナノチューブ混合溶液に対して、フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用であって、少なくともフィルタ近傍のナノチューブ状物質を基準方向と略平行な方向に配向させる電磁的作用を発生させる電磁的作用発生装置と、フィルタとナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる移動機構、とを有する。 A separation apparatus for a nanotube-shaped material of the present invention includes a storage unit that stores a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-shaped materials having different lengths, and a recovery unit that is connected to the storage unit and recovers a part of the nanotube-shaped material. A filter provided with a pore having a pore diameter between the maximum value of the length of the nanotube-like substance and the minimum value of the length of the nanotube-like substance; An electromagnetic action controlled in a reference direction substantially parallel to the filter surface, the electromagnetic action generating device generating an electromagnetic action for orienting at least a nanotube-like substance in the vicinity of the filter in a direction substantially parallel to the reference direction; A moving mechanism for relatively moving the filter and the nanotube mixed solution.
本発明のナノチューブ状物質の分離方法によれば、ナノチューブ状物質をその長さによって高い分離能で分離することができる。 According to the method for separating a nanotube-like substance of the present invention, the nanotube-like substance can be separated with a high resolution depending on its length.
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係るナノチューブ状物質の分離方法および製造方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、まず、長さが異なる複数のナノチューブ状物質を含むナノチューブ混合溶液中に、フィルタを配置する(ステップS11)。このフィルタは細孔を備え、細孔の孔径はナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の大きさである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a flowchart for explaining a nanotube-shaped material separation method and manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, first, a filter is placed in a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-like substances having different lengths (step S11). This filter has pores, and the pore diameter is between the maximum length of the nanotube-like substance and the minimum length of the nanotube-like substance.
このナノチューブ混合溶液に対して、フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用を施し(ステップS12)、少なくともフィルタ近傍のナノチューブ状物質を基準方向と略平行な方向に配向させる(ステップS13)。そして、フィルタとナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる(ステップS14)。これにより、フィルタの孔径より大きい長さを有するナノチューブ状物質はフィルタ面上に捕獲され、フィルタの孔径より小さい長さを有するナノチューブ状物質はフィルタを通過するので、ナノチューブ状物質をその長さによって高い分離能で分離することができる。また、フィルタ面上に捕獲されたナノチューブ状物質、またはフィルタを通過したナノチューブ状物質を回収する(ステップS15)ことにより、その長さに応じて高い分離能で分離したナノチューブ状物質を得ることができる。 An electromagnetic action controlled in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter is applied to the nanotube mixed solution (step S12), and at least the nanotube-shaped substance near the filter is oriented in a direction substantially parallel to the reference direction. (Step S13). Then, the filter and the nanotube mixed solution are relatively moved (step S14). Thereby, the nanotube-like substance having a length larger than the pore diameter of the filter is captured on the filter surface, and the nanotube-like substance having a length smaller than the pore diameter of the filter passes through the filter. Separation is possible with high resolution. In addition, by collecting the nanotube-like substance captured on the filter surface or the nanotube-like substance that has passed through the filter (step S15), it is possible to obtain a nanotube-like substance that is separated with high resolution according to its length. it can.
ここで、本明細書においてナノチューブ状物質とは、ナノチューブ材料およびシリコンナノワイヤ、酸化亜鉛ナノワイヤ、金属ナノロッド類などを含めたものをいう。ナノチューブ材料としては、単層カーボンナノチューブ、金属内包カーボンナノチューブ、フラーレン内包単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ等のカーボンナノチューブ類が好適に用いられるが、これに限らず、窒化ホウ素(BN)ナノチューブ、有機ナノチューブなどを用いることもできる。 Here, in this specification, the nanotube-like substance means a material including a nanotube material and silicon nanowires, zinc oxide nanowires, metal nanorods, and the like. As the nanotube material, carbon nanotubes such as single-walled carbon nanotubes, metal-encapsulated carbon nanotubes, fullerene-encapsulated single-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes are preferably used, but not limited thereto, boron nitride (BN) nanotubes, organic Nanotubes can also be used.
また、本明細書においてフィルタ面とは、フィルタとナノチューブ混合溶液の相対的な移動方向に垂直な面をいうものとする。 In this specification, the filter surface means a surface perpendicular to the relative movement direction of the filter and the nanotube mixed solution.
次に、本明細書におけるナノチューブ状物質の向きと長さについて図2を用いて説明する。図2に示すように、ナノチューブ状物質100とナノチューブ状物質100を完全に内包する長方形の辺とが二点以上で接し、かつ、この長方形の面積が最小となる場合を考える。本明細書においては、このナノチューブ状物質を内包する長方形の短辺101とナノチューブ状物質を内包する長方形の長辺102の比が1:2となるとき、この長方形の長辺方向の向きを「ナノチューブ状物質の向き103」と、長方形の長辺102の長さを「ナノチューブ状物質の長さ」という。また本明細書においてナノチューブ状物質が「所定の方向に配向した状態」とは、所定の方向に対するナノチューブ状物質群の配向確率分布をp(θ)としたとき、p(θ)の半値全幅がθ=±15度以下である状態のことをいう。
Next, the direction and length of the nanotube-like substance in this specification will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a case is considered in which the nanotube-
次に、本実施形態によるナノチューブ状物質の配向について(図1のステップS12、S13)、詳細に説明する。ここでは、電磁的作用として電場を印加する場合を例にとって説明する。図3は、電場中の1本のナノチューブ状物質111を模式的に示した概略図である。ナノチューブ状物質111は、例えば単層カーボンナノチューブで代表される。ナノチューブ状物質111を電場E(電場の方向112)の中に置くと、その両端に+qおよび−qの誘電分極が生じる。この誘電分極によって生じた双極子モーメントと電場Eにより、ナノチューブ状物質111にはトルクT(トルクの方向113)が生じる。このトルクTはナノチューブ状物質が電界の方向112と平行に配列するときに最小となる。したがって、特定の方向に制御された電磁的作用、例えば、直線偏光したレーザー光や交流電場をナノチューブ状物質に施すことにより、ナノチューブ状物質を電場の方向へ配向させることができる。
Next, the orientation of the nanotube-like substance according to the present embodiment (Steps S12 and S13 in FIG. 1) will be described in detail. Here, a case where an electric field is applied as an electromagnetic action will be described as an example. FIG. 3 is a schematic view schematically showing one nanotube-
このトルクTの強度は、ナノチューブ状物質の分極率により変化する。また、ナノチューブ状物質はその構造により異なる分極率を有する。例えば単層カーボンナノチューブについて、非特許文献1に開示されている一般的な数値を用いて分極率を求めると、単層カーボンナノチューブの分極率の最小値は約50〜700Å2、最大値は106Å2のオーダとなる。したがって、ナノチューブ状物質の分極率に応じて定まる電場強度を有する電場を印加することによりナノチューブ状物質を配向させることができる。 The strength of the torque T varies depending on the polarizability of the nanotube-like substance. Further, the nanotube-like substance has a different polarizability depending on its structure. For example, when the polarizability of single-walled carbon nanotubes is determined using the general numerical values disclosed in Non-Patent Document 1, the minimum value of the polarizability of single-walled carbon nanotubes is about 50 to 700 2 , and the maximum value is 10 6 Å 2 orders. Therefore, the nanotube-like substance can be oriented by applying an electric field having an electric field strength determined according to the polarizability of the nanotube-like substance.
以下にナノチューブ状物質を配向させるのに必要な電場の強度について、さらに詳細に説明する。ナノチューブ状物質と電場との相互作用は以下に示す式を用いて表すことができる。すなわち、孤立した一本のナノチューブ状物質において、ナノチューブ状物質の長さをL、ナノチューブ状物質と電場Eとの成す角をθ、ナノチューブ状物質の分極テンソルをαとすると、電場中のナノチューブ状物質に与えられるトルクTは次式で表される。
T(θ)=αLE2sin(2θ) (1)
また、そのときにナノチューブ状物質が持つエネルギーUは
U(θ)=(1/2)αLE2sin2(θ) (2)
と表すことができる。ナノチューブ状物質が電場に対してθの角度へ向く確率p(θ)は、エネルギーの式とデバイ−ランジュバン(Debye−Langevin)の式から、
p(θ)∝a×exp(−αE2Lsin2θ/2kT) (3)
となる。ここで、aは規格化定数、kはボルツマン定数、Tはナノチューブの温度である。配向した状態に必要な電場強度は、上述の定義よりp(θ)の半値全幅がθ=±15度となるのに必要な電場であるから、次の式が成り立つ。
0.5p(0)=p(15) (4)
この式を用いて、半導体性を有する単層カーボンナノチューブ及び金属性を有する単層カーボンナノチューブについて、配向した状態に必要な電場強度を求めると以下のようになる。ここで各数値には、それぞれ一般的に知られている値として以下のものを用いた。半導体性を有する単層カーボンナノチューブの分極テンソルαは非特許文献1より1.1×103Å2とし、単層カーボンナノチューブの長さは1μm、温度Tは300Kとした。このとき、式(4)を満たす電場の強度Esは約100V/mとなる。一方、金属性を有する単層カーボンナノチューブの場合、分極テンソルαは非特許文献1より7.8×105Å2とし、単層カーボンナノチューブの長さは1μm、温度Tは300Kとした。このとき、式(4)を満たす電場の強度Emは約3V/mとなる。
Hereinafter, the electric field strength necessary for aligning the nanotube-like substance will be described in more detail. The interaction between the nanotube-like substance and the electric field can be expressed using the following equation. That is, in a single isolated nanotube-like substance, when the length of the nanotube-like substance is L, the angle between the nanotube-like substance and the electric field E is θ, and the polarization tensor of the nanotube-like substance is α, the nanotube-like substance in the electric field Torque T applied to the substance is expressed by the following equation.
T (θ) = αLE 2 sin (2θ) (1)
At this time, the energy U of the nanotube-like substance is U (θ) = (1/2) αLE 2 sin 2 (θ) (2)
It can be expressed as. The probability p (θ) that the nanotube-like substance is directed to the angle of θ with respect to the electric field is obtained from the energy equation and the Debye-Langevin equation.
p (θ) ∝a × exp (−αE 2 Lsin 2θ / 2 kT) (3)
It becomes. Here, a is the normalization constant, k is the Boltzmann constant, and T is the temperature of the nanotube. Since the electric field strength required for the oriented state is an electric field required for the full width at half maximum of p (θ) to be θ = ± 15 degrees from the above definition, the following equation holds.
0.5p (0) = p (15) (4)
Using this equation, the electric field strength required for the oriented state of the single-walled carbon nanotube having semiconductivity and the single-walled carbon nanotube having metallic properties is obtained as follows. Here, the following values were used for the respective numerical values as generally known values. Polarization tensor single-walled carbon nanotubes having semiconductor properties α is a non-patent document 1 from 1.1 × 10 3 Å 2, the length of the single-walled carbon nanotubes 1 [mu] m, the temperature T was 300K. At this time, the intensity Es of the electric field satisfying the formula (4) is about 100 V / m. On the other hand, in the case of a single-walled carbon nanotube having metallic properties, the polarization tensor α is 7.8 × 10 5よ り2 from Non-Patent Document 1, the length of the single-walled carbon nanotube is 1 μm, and the temperature T is 300K. At this time, the intensity Em of the electric field satisfying the formula (4) is about 3 V / m.
以上より、分極率のより小さな半導体性を有する単層カーボンナノチューブを配向させるために必要な電場を作用させることにより、半導体性及び金属性を有する単層カーボンナノチューブのいずれをも電場の方向に配向させることができることがわかる。ここで、単層カーボンナノチューブの長さは1μmとしたが、式(1)からわかるようにナノチューブ状物質に与えられるトルクTはナノチューブ状物質の長さLに比例する。したがって、ナノチューブ混合溶液に含まれるナノチューブ状物質の長さの最大値を考慮して電場の強度を決定することにより、ナノチューブ混合溶液に含まれる全てのナノチューブ状物質を電場の方向に配向させることができる。 As described above, by applying an electric field necessary for orienting single-walled carbon nanotubes having semiconductivity with lower polarizability, both single-walled carbon nanotubes having semiconductivity and metallic properties are oriented in the direction of the electric field. You can see that Here, the length of the single-walled carbon nanotube is 1 μm, but as can be seen from the equation (1), the torque T applied to the nanotube-like substance is proportional to the length L of the nanotube-like substance. Therefore, by determining the strength of the electric field in consideration of the maximum length of the nanotube-like substance contained in the nanotube mixed solution, all nanotube-like substances contained in the nanotube mixed solution can be oriented in the electric field direction. it can.
次に、本実施形態による、ナノチューブ混合溶液に含まれるナノチューブ状物質の配向方法について(図1のステップS12、S13)、図面を用いて詳細に説明する。ここでは、異なる長さを有する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の混合溶液を用いて説明するが、これに限らず、その他のナノチューブ状物質についても同様の方法により配向させることができる。 Next, the method for aligning nanotube-like substances contained in the nanotube mixed solution according to the present embodiment (steps S12 and S13 in FIG. 1) will be described in detail with reference to the drawings. Here, description will be made using a mixed solution of single-walled carbon nanotubes including single-walled carbon nanotubes having different lengths. However, the present invention is not limited to this, and other nanotube-like substances can be oriented by the same method.
図4は、電磁的作用としてレーザー光を照射する場合における、カーボンナノチューブ混合溶液を収容する容器及び容器内のカーボンナノチューブを模式的に示した概略図である。図4(a)に示すように、収容部としての容器201内に充填した単層カーボンナノチューブ混合溶液に対して、偏光方向を制御したレーザー光202を照射し、レーザー照射領域203および非照射領域204を形成する。図4(b)に、非照射領域204におけるカーボンナノチューブ205の状態を模式的に示す。容器壁207内に存在するカーボンナノチューブ205はいずれも溶液中においてランダムな方向に向いている。
FIG. 4 is a schematic view schematically showing a container for storing a carbon nanotube mixed solution and carbon nanotubes in the container when laser light is irradiated as an electromagnetic action. As shown to Fig.4 (a), the
図4(c)に、レーザー照射領域203におけるカーボンナノチューブの状態を模式的に示す。本実施形態では、レーザー照射領域203における全てのカーボンナノチューブ205がレーザー光202の光電場によりレーザー光202の偏光方向208に配向するように、レーザー光202の強度を制御した。このとき、カーボンナノチューブ205はレーザー光202が照射され続ける限り、光電場の偏光方向208へと配向し続けるため、レーザー照射領域203はカーボンナノチューブ205が配向した領域となる。
FIG. 4C schematically shows the state of the carbon nanotubes in the
図5は、電磁的作用として交流電場を印加する場合における、カーボンナノチューブ混合溶液を収容する容器及び容器内のカーボンナノチューブを模式的に示した概略図である。図5(a)に示すように、容器201内に一対の交流電圧発生用電極209が設けられ、単層カーボンナノチューブ混合溶液が充填されている。交流電圧発生用電極209の間に交流電圧を印加し、容器201内に交流電場印加領域203−2および交流電場非印加領域204−2を形成する。図5(b)に、交流電場非印加領域204−2におけるカーボンナノチューブ205の状態を模式的に示す。容器壁207内に存在するカーボンナノチューブはいずれも溶液中においてランダムな方向に向いている。
FIG. 5 is a schematic view schematically showing a container for containing a carbon nanotube mixed solution and a carbon nanotube in the container when an alternating electric field is applied as an electromagnetic action. As shown in FIG. 5A, a pair of AC
図5(c)に、交流電場印加領域203−2におけるカーボンナノチューブの状態を模式的に示す。本実施形態では、交流電場印加領域203−2における全てのカーボンナノチューブ205が交流電圧発生用電極209間に印加された電場の方向210に配向するように、交流電場の強度を制御した。このとき、カーボンナノチューブ205は交流電場が印加され続ける限り、電場の方向210へと配向し続けるため、交流電場印加領域203−2はカーボンナノチューブ205が配向した領域となる。
FIG. 5C schematically shows the state of the carbon nanotubes in the AC electric field application region 203-2. In the present embodiment, the intensity of the AC electric field is controlled so that all the
図6に、交流磁場発生装置を用いて電磁的作用を施す場合における、カーボンナノチューブ混合溶液を収容する容器及び容器内のカーボンナノチューブを模式的に示した概略図を示す。図6(a)に示すように、容器201内に交流磁場発生装置211が設けられ、単層カーボンナノチューブ混合溶液が充填されている。交流磁場発生装置211による交流磁場によって誘導された交流電場を発生させ、容器201内に交流電場発生領域203−3および交流電場非発生領域204−3を形成する。図6(b)に、交流電場非発生領域204−3におけるカーボンナノチューブ205の状態を模式的に示す。容器壁207内に存在するカーボンナノチューブはいずれも溶液中においてランダムな方向に向いている。
FIG. 6 is a schematic view schematically showing a container for storing a carbon nanotube mixed solution and carbon nanotubes in the container when an electromagnetic action is applied using an AC magnetic field generator. As shown to Fig.6 (a), the alternating current
図6(c)に、交流電場発生領域203−3におけるカーボンナノチューブの状態を模式的に示す。交流磁場発生装置211によって発生した磁場の方向212と誘導された電場の方向213は垂直となる。本実施形態では、交流電場発生領域203−3における全てのカーボンナノチューブ205は交流磁場発生装置211によって発生した磁場に誘導された電場の方向213に配向するように、交流磁場の強度を制御した。このとき、カーボンナノチューブ205は交流磁場が印加され続ける限り、誘導された電場の方向213へと配向し続けるため、交流電場発生領域203−3はカーボンナノチューブ205が配向した領域となる。
FIG. 6C schematically shows the state of the carbon nanotubes in the AC electric field generation region 203-3. The
次に、本実施形態による、配向させたナノチューブ状物質をその長さに応じて分離する方法について(図1のステップS11、S14)、図面を用いて詳細に説明する。図7は、カーボンナノチューブ混合溶液中にフィルタを配置したときのカーボンナノチューブ305を模式的に示した概略図である。図7(a)に示すように、フィルタ基材301に細孔302を備えたフィルタ303がカーボンナノチューブ混合溶液中に配置される(図1のステップS11)。カーボンナノチューブ混合溶液には、フィルタ303の細孔302の平均孔径Aよりも大きい長さを有するカーボンナノチューブを含む長片カーボンナノチューブ群306−1と、孔径Aよりも小さい長さを有するカーボンナノチューブを含む短片カーボンナノチューブ群306−2が含まれる。
Next, a method for separating the oriented nanotube-like material according to the length according to the present embodiment (steps S11 and S14 in FIG. 1) will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic view schematically showing the carbon nanotube 305 when a filter is disposed in the carbon nanotube mixed solution. As shown to Fig.7 (a), the
上述した電磁的作用により、カーボンナノチューブ混合溶液中には、カーボンナノチューブ305がランダムな方向を向いている非配向領域307と、カーボンナノチューブ305が電磁的作用によりフィルタ面と平行な方向に配向した配向領域308が形成されている(図1のステップS12、S13)。配向領域308はフィルタ303の近傍に形成され、より好適にはフィルタ303に接して形成される。ここで、フィルタ303とカーボンナノチューブ混合溶液を、図7(a)中に示す移動方向304の向きに相対速度vで相対的に移動させる(図1のステップS14)。フィルタ303とカーボンナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる方法として、カーボンナノチューブ溶液をフィルタ303の方向へ流動させる方法と、カーボンナノチューブ混合溶液中においてフィルタ303を移動させる方法のいずれを用いることとしてもよい。図7ではフィルタ303を移動方向304の向きに移動させる場合を示す。
Due to the electromagnetic action described above, in the carbon nanotube mixed solution, the
図7(b)に、フィルタ303とカーボンナノチューブ混合溶液を相対的に移動させた後のカーボンナノチューブを模式的に示した概略図を示す。配向領域308の長片カーボンナノチューブ群306−1はフィルタ303と平行な方向に配向している。そして細孔302の孔径は、カーボンナノチューブの長さの最大値とカーボンナノチューブの長さの最小値との間の大きさとなっている。したがって、長片カーボンナノチューブ群306−1は細孔302を通過することができない。その結果、長片カーボンナノチューブ群306−1はフィルタ303の表面に蓄積されカーボンナノチューブ残渣309を形成する。一方、短片カーボンナノチューブ群306−2は、その長さよりも大きい孔径Aを有する細孔302を通過しフィルタ303の後方にカーボンナノチューブ溶液310を形成する。
FIG. 7B is a schematic view schematically showing the carbon nanotubes after the
以上より、長片カーボンナノチューブ群はカーボンナノチューブ残渣309に、短片カーボンナノチューブ群はカーボンナノチューブ溶液310に、それぞれ分離される。そして、カーボンナノチューブ残渣309から長片カーボンナノチューブ群を、カーボンナノチューブ溶液310から短片カーボンナノチューブ群306−2をそれぞれ回収することにより(図1のステップS15)、フィルタの孔径Aを基準とし、その長さに応じて高い分離能で分離したナノチューブ状物質を得ることができる。
From the above, the long piece carbon nanotube group is separated into the
上述のように回収したナノチューブ状物質について、その長さの分布を測定した。測定には、ナノチューブ状物質をシリコン基板表面などの平坦な面に配置し、個々のナノチューブ状物質の長さを原子間力顕微鏡(AFM)により測定し統計的に評価する手法、またはナノチューブ状物質を水溶液へ単分散させ、粒度分布計測装置により粒子長さの分布を測定する方法などを用いることができる。本実施形態によるカーボンナノチューブ溶液310について測定した結果、フィルタの孔径Aよりも小さい長さを有するカーボンナノチューブの組成比率が向上していることが確認できた。
About the nanotube-shaped substance collect | recovered as mentioned above, the length distribution was measured. For the measurement, a nanotube-like substance is arranged on a flat surface such as a silicon substrate surface, and the length of each nanotube-like substance is measured by an atomic force microscope (AFM) and statistically evaluated, or the nanotube-like substance Or the like, and a method of measuring the particle length distribution with a particle size distribution measuring device can be used. As a result of measuring the
図8に比較例として、関連するカーボンナノチューブ混合溶液中にフィルタを配置したときのカーボンナノチューブを模式的に示す。関連するカーボンナノチューブ混合溶液中においては、フィルタ303近傍の全域にわたって、長片カーボンナノチューブ群306−1と短片カーボンナノチューブ群はいずれもランダムな方向を向いている(図8(a))。ここで、カーボンナノチューブ混合溶液中でフィルタ303を移動方向304の向きに相対速度vで移動させる。この場合、フィルタ303の表面には細孔302を通過することができない残渣311と、細孔302を通過したカーボンナノチューブを含むフィルタ通過溶液312が形成される(図8(b))。しかしながら、カーボンナノチューブは柔軟性を有し、かつ、フィルタ303に対してランダムな方向を向いて接するため、長片カーボンナノチューブ群または短片カーボンナノチューブ群はいずれも同じ割合で細孔302を通過する。そのため、残渣311とフィルタ通過溶液312における、長片カーボンナノチューブ群と短片カーボンナノチューブ群の存在割合は変化しない。したがって、関連するカーボンナノチューブ混合溶液中にフィルタを配置し、カーボンナノチューブ混合溶液中でフィルタを移動させることとしても、カーボンナノチューブをその長さによって高い分離能で分離することはできない。
FIG. 8 schematically shows a carbon nanotube when a filter is arranged in a related carbon nanotube mixed solution as a comparative example. In the related carbon nanotube mixed solution, the long piece carbon nanotube group 306-1 and the short piece carbon nanotube group both face the random direction over the entire region in the vicinity of the filter 303 (FIG. 8A). Here, the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、本発明の第2の実施形態に係るナノチューブ状物質の分離装置400の断面図である。ナノチューブ状物質の分離装置400は、ナノチューブ混合溶液を収容する収容部を構成する貯蔵容器401と流路402と、流路402の貯蔵容器401と反対側に接続された回収部としての回収容器403、流路402内に設けられたフィルタ404と、電磁的作用を発生させる電磁的作用発生装置としてのレーザー光源405とを有する。フィルタ404は、ナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えている。ここで、貯蔵容器401と流路402は、ナノチューブ混合溶液が貯蔵容器から流出して流路402内を流動し、フィルタ404を通過するように配置されており、移動機構を構成している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view of a nanotube-shaped
ナノチューブ混合溶液には、長さが異なる複数のナノチューブ状物質が含まれている。本実施形態では、長さLが0.1マイクロメートルから3マイクロメートルの分布を持つ単層カーボンナノチューブの混合物を用いた。この単層カーボンナノチューブの混合物を、ホーン(Horn)型超音波分散器により溶媒としての界面活性剤水溶液中に分散させた。この後に、超遠心分離を行って得られた溶液の上澄みを分取することにより、カーボンナノチューブ混合溶液が得られる。 The nanotube mixed solution contains a plurality of nanotube-like substances having different lengths. In the present embodiment, a mixture of single-walled carbon nanotubes having a distribution with a length L of 0.1 to 3 micrometers was used. This mixture of single-walled carbon nanotubes was dispersed in a surfactant aqueous solution as a solvent by a Horn type ultrasonic disperser. Thereafter, the supernatant of the solution obtained by ultracentrifugation is collected to obtain a carbon nanotube mixed solution.
貯蔵容器401に導入されたカーボンナノチューブ混合溶液は、貯蔵容器401から流出し、流路402内を移動しながらフィルタ404を通過して回収容器403に至る移動経路406を流動する。本実施形態ではフィルタ404として細孔の平均直径が約0.5マイクロメートルであるメンブレンフィルタを用いた。
The carbon nanotube mixed solution introduced into the
フィルタ404近傍の貯蔵容器401側の流路内を流動するカーボンナノチューブ混合溶液に対して、レーザー光源405からレーザー光407が照射される。ここでレーザー光407は、フィルタ面と略平行な偏光方向408に制御されている。そして、レーザー光407の強度は、カーボンナノチューブ混合溶液に含まれる全てのカーボンナノチューブがレーザー光407の光電場により偏光方向408に配向するように制御した。カーボンナノチューブはレーザー光407が照射され続ける限り、光電場の偏光方向408へと配向し続けるため、レーザー光407が照射された領域にカーボンナノチューブが配向した配向領域409が形成される。
A
フィルタ面と略平行な偏光方向408に配向したカーボンナノチューブの内、フィルタ404の細孔の平均直径である0.5マイクロメートルよりも大きい長さを有するカーボンナノチューブは、フィルタ404を通過できないので、フィルタ404の表面にカーボンナノチューブ残渣として堆積する。一方、フィルタ404の細孔の平均直径である0.5マイクロメートルよりも小さい長さを有するカーボンナノチューブはフィルタ404を通過しカーボンナノチューブ溶液410として流路402内を移動経路406に沿ってさらに流動し、回収容器403に至る。
Among the carbon nanotubes oriented in the
回収容器403から回収されたカーボンナノチューブ溶液410とフィルタ404の表面に堆積したカーボンナノチューブ残渣について、それぞれ単分散化処理を行った後にシリコン基板表面に塗布し、原子間力顕微鏡(AFM)を用いてその長さの分析を行った。その結果、カーボンナノチューブ残渣は、0.5マイクロメートルから3マイクロメートルの長さ分布を持つ単層カーボンナノチューブであることがわかった。一方、カーボンナノチューブ溶液410は、0.1マイクロメートルから0.5マイクロメートルの長さ分布を持つ単層カーボンナノチューブであることが確認できた。上述したように、本実施形態に係るナノチューブ状物質の分離装置400によれば、ナノチューブ状物質をその長さによって高い分離能で分離することができる。
The
本実施形態では、電磁的作用発生装置としてレーザー光源を用いることとしたが、これに限らず、電場の振動方向がフィルタ面と略平行な交流電場を発生させる交流電場発生装置、または電場の振動方向がフィルタ面と略平行な交流電場を誘導する交流磁場を発生させる交流磁場発生装置を用いることとしてもよい。 In the present embodiment, the laser light source is used as the electromagnetic action generating device. However, the present invention is not limited to this, and the AC electric field generating device that generates an AC electric field in which the vibration direction of the electric field is substantially parallel to the filter surface, or the electric field vibration. An AC magnetic field generator that generates an AC magnetic field that induces an AC electric field whose direction is substantially parallel to the filter surface may be used.
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図10は、本発明の第3の実施形態に係るナノチューブ状物質の分離装置500の断面図である。図10(a)に示すように、ナノチューブ状物質の分離装置500は、ナノチューブ混合溶液501を収容する収容部を構成する容器502と、この容器502内に設けられたフィルタ503−1、503−2と、電磁的作用発生装置としての交流電場発生装置を構成する電場印加用電極504−1、504−2とを有する。電場印加用電極504−1はフィルタ503−1の近傍に、電場印加用電極504−2はフィルタ503−2の近傍にそれぞれ配置され、フィルタ移動装置505により電場印加用電極とフィルタは連動して容器502の上下方向に移動可能に構成されている。フィルタ503−1、503−2は、ナノチューブ状物質の長さの最大値とナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えている。本実施形態ではフィルタ503−1として細孔の平均直径が約1マイクロメートルであるメンブレンフィルタを、フィルタ503−2として細孔の平均直径が約0.7マイクロメートルであるメンブレンフィルタをそれぞれ用いた。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view of a nanotube-like
ナノチューブ混合溶液501には、長さが異なる複数のナノチューブ状物質が含まれている。本実施形態では、長さLが0.1マイクロメートルから3マイクロメートルの分布を持つ単層カーボンナノチューブの混合物を用いた。この単層カーボンナノチューブの混合物を、ホーン(Horn)型超音波分散器により溶媒としての界面活性剤水溶液中に分散させた。この後に、超遠心分離を行って得られた溶液の上澄みを分取することにより、カーボンナノチューブ混合溶液501が得られる。
The nanotube
フィルタ503−1近傍のカーボンナノチューブ混合溶液501に対して、電場印加用電極504−1を介して交流電場が印加される。この交流電場は、フィルタ面と略平行な方向に電場の振動方向506が制御されている。そして、電場の強度は、カーボンナノチューブ混合溶液に含まれる全てのカーボンナノチューブが電場の振動方向506に配向するように制御した。カーボンナノチューブは交流電場が印加され続ける限り、電場の振動方向506へと配向し続けるため、交流電場が印加された領域にカーボンナノチューブが配向した配向領域507−1が形成される。
An alternating electric field is applied to the carbon nanotube
次に、図10(b)に示すように、フィルタ移動装置505によりフィルタ503−1と電場印加用電極504−1を、ナノチューブ混合溶液501の表面に向かう方向(図10のフィルタ移動方向508)に移動させる。このときフィルタ面と略平行な電場の振動方向506に配向したカーボンナノチューブの内、フィルタ503−1の細孔の平均直径である1マイクロメートルよりも大きい長さを有するカーボンナノチューブは、フィルタ503−1を通過できないので、フィルタ503−1の表面にカーボンナノチューブ残渣509−1として堆積する。一方、フィルタ503−1の細孔の平均直径である1マイクロメートルよりも小さい長さを有するカーボンナノチューブは、フィルタ503−1を通過しカーボンナノチューブ溶液510−1として容器502のフィルタ503−1よりも下部領域に残留する。フィルタ503−1と電場印加用電極504−1をナノチューブ混合溶液501の表面まで移動させた後、容器502から取り出す。
Next, as shown in FIG. 10B, the
次に、図10(c)に示すように、フィルタ503−2近傍のカーボンナノチューブ溶液510−1に対して、電場印加用電極504−2を介して交流電場が印加される。この交流電場は、フィルタ面と略平行な方向に電場の振動方向506が制御されている。そして、電場の強度は、カーボンナノチューブ溶液に含まれる全てのカーボンナノチューブが電場の振動方向506に配向するように制御した。カーボンナノチューブは交流電場が印加され続ける限り、電場の振動方向506へと配向し続けるため、交流電場が印加された領域にカーボンナノチューブが配向した配向領域507−2が形成される。
Next, as shown in FIG. 10C, an alternating electric field is applied to the carbon nanotube solution 510-1 in the vicinity of the filter 503-2 via the electric field applying electrode 504-2. In this AC electric field, the
続いて、フィルタ移動装置505によりフィルタ503−2と電場印加用電極504−2を、カーボンナノチューブ溶液510−1の表面に向かう方向(図10のフィルタ移動方向508)に移動させる。このときフィルタ面と略平行な電場の振動方向506に配向したカーボンナノチューブの内、フィルタ503−2の細孔の平均直径である0.7マイクロメートルよりも大きい長さを有するカーボンナノチューブは、フィルタ503−2を通過できないので、フィルタ503−2の表面にカーボンナノチューブ残渣509−2として堆積する。一方、フィルタ503−2の細孔の平均直径である0.7マイクロメートルよりも小さい長さを有するカーボンナノチューブは、フィルタ503−2を通過しカーボンナノチューブ溶液510−2として容器502のフィルタ503−2よりも下部領域に残留する。
Subsequently, the
次に、フィルタ503−2と電場印加用電極504−2をカーボンナノチューブ溶液510−1の表面まで移動させる。この後に、容器502から回収されたカーボンナノチューブ溶液510−2と、フィルタ503−1及びフィルタ503−2の表面にそれぞれ堆積したカーボンナノチューブ残渣509−1、509−2について、それらの長さ分布の評価を行った。それぞれの試料について単分散化処理を行った後にシリコン基板表面に塗布し、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて評価を行った。その結果、カーボンナノチューブ残渣509−1は1マイクロメートルから3マイクロメートルの長さ分布を持つ単層カーボンナノチューブであり、カーボンナノチューブ残渣509−2は0.7マイクロメートルから1マイクロメートルの長さ分布を持つ単層カーボンナノチューブであることがわかった。一方、カーボンナノチューブ溶液510−2は0.1マイクロメートルから0.7マイクロメートルの長さ分布を持つ単層カーボンナノチューブであることが確認できた。上述したように、本実施形態に係るナノチューブ状物質の分離装置500によれば、ナノチューブ状物質をその長さに応じて高い分離能で分離することができる。
Next, the filter 503-2 and the electric field application electrode 504-2 are moved to the surface of the carbon nanotube solution 510-1. Thereafter, the length distribution of the carbon nanotube solution 510-2 recovered from the
本実施形態では、電磁的作用発生装置として交流電場発生装置を用いることとしたが、これに限らず、偏光方向がフィルタ面と略平行なレーザー光を発生させるレーザー光発生装置、または電場の振動方向がフィルタ面と略平行な交流電場を誘導する交流磁場を発生させる交流磁場発生装置を用いることとしてもよい。 In the present embodiment, the AC electric field generator is used as the electromagnetic action generator. However, the present invention is not limited to this, and a laser beam generator that generates laser light whose polarization direction is substantially parallel to the filter surface, or vibration of the electric field. An AC magnetic field generator that generates an AC magnetic field that induces an AC electric field whose direction is substantially parallel to the filter surface may be used.
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it is also included within the scope of the present invention. Not too long.
100、111 ナノチューブ状物質
101 ナノチューブ状物質を内包する長方形の短辺
102 ナノチューブ状物質を内包する長方形の長辺
103 ナノチューブ状物質の向き
112 電場の方向
113 トルクの方向
201 容器
202、407 レーザー光
203 レーザー照射領域
203−2 交流電場印加領域
203−3 交流電場発生領域
204 非照射領域
204−2 交流電場非印加領域
204−3 交流電場非発生領域
205、305 カーボンナノチューブ
207 容器壁
208、408 偏光方向
209 交流電圧発生用電極
210 電場の方向
211 交流磁場発生装置
212 磁場の方向
213 誘導された電場の方向
301 フィルタ基材
302 細孔
303、404、503−1、503−2 フィルタ
304 移動方向
306−1 長片カーボンナノチューブ群
306−2 短片カーボンナノチューブ群
307 非配向領域
308、409、507−1、507−2 配向領域
309、509−1、509−2 カーボンナノチューブ残渣
310、410、510−1、510−2 カーボンナノチューブ溶液
311 残渣
312 フィルタ通過溶液
400、500 ナノチューブ状物質の分離装置
401 貯蔵容器
402 流路
403 回収容器
405 レーザー光源
406 移動経路
501 ナノチューブ混合溶液
502 容器
504−1、504−2 電場印加用電極
505 フィルタ移動装置
506 電場の振動方向
508 フィルタ移動方向
100, 111 Nanotube-like substance 101 Rectangular short side containing nanotube-like substance 102 Long rectangular side containing nanotube-like substance 103 Direction of nanotube-like substance 112 Direction of electric field 113 Direction of torque 201 Container 202, 407 Laser light 203 Laser irradiation region 203-2 AC electric field application region 203-3 AC electric field generation region 204 Non-irradiation region 204-2 AC electric field non-application region 204-3 AC electric field non-generation region 205, 305 Carbon nanotube 207 Container wall 208, 408 Polarization direction 209 AC voltage generating electrode 210 Electric field direction 211 AC magnetic field generator 212 Magnetic field direction 213 Induced electric field direction 301 Filter base material 302 Fine pore 303, 404, 503-1, 503-2 Filter 304 Moving direction 30 6-1 Long piece carbon nanotube group 306-2 Short piece carbon nanotube group 307 Non-oriented region 308, 409, 507-1, 507-2 Oriented region 309, 509-1, 509-2 Carbon nanotube residue 310, 410, 510- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,510-2 Carbon nanotube solution 311 Residue 312 Filter solution 400, 500 Nanotube-like substance separation device 401 Storage container 402 Channel 403 Recovery container 405 Laser light source 406 Movement path 501 Nanotube mixed solution 502 Container 504-1, 504 2 Electrode for applying electric field 505 Filter moving device 506 Vibration direction of electric field 508 Filter moving direction
Claims (11)
前記ナノチューブ混合溶液に対して、前記フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用を施し、
少なくとも前記フィルタ近傍の前記ナノチューブ状物質を前記基準方向と略平行な方向に配向させ、
前記フィルタと前記ナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる、
ことを特徴とするナノチューブ状物質の分離方法。 In a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-like substances having different lengths, a pore having a pore diameter between a maximum value of the nanotube-like substance length and a minimum length of the nanotube-like substance is provided. Place the filter,
The nanotube mixed solution is subjected to a controlled electromagnetic action in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter,
Orienting at least the nanotube-shaped substance in the vicinity of the filter in a direction substantially parallel to the reference direction,
Relatively moving the filter and the nanotube mixed solution;
A method for separating a nanotube-like substance.
前記ナノチューブ混合溶液に対して、前記フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用を施し、
少なくとも前記フィルタ近傍の前記ナノチューブ状物質を前記基準方向と略平行な方向に配向させ、
前記フィルタと前記ナノチューブ混合溶液を相対的に移動させ、
前記フィルタを通過したナノチューブ混合溶液から、前記ナノチューブ状物質のうち、前記フィルタの前記孔径よりも小さい長さを有するナノチューブ状物質を回収する、
ことを特徴とするナノチューブ状物質の製造方法。 In a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-like substances having different lengths, a pore having a pore diameter between a maximum value of the nanotube-like substance length and a minimum length of the nanotube-like substance is provided. Place the filter,
The nanotube mixed solution is subjected to a controlled electromagnetic action in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter,
Orienting at least the nanotube-shaped substance in the vicinity of the filter in a direction substantially parallel to the reference direction,
Relatively moving the filter and the nanotube mixed solution;
From the nanotube mixed solution that has passed through the filter, the nanotube-like material having a length smaller than the pore diameter of the filter is recovered from the nanotube-like material.
A method for producing a nanotube-like substance characterized by the above.
前記収容部に設けられ、前記ナノチューブ状物質の長さの最大値と前記ナノチューブ状物質の長さの最小値との間の孔径を有する細孔を備えたフィルタと、
前記ナノチューブ混合溶液に対して、前記フィルタのフィルタ面と略平行な基準方向に制御された電磁的作用であって、少なくとも前記フィルタ近傍の前記ナノチューブ状物質を前記基準方向と略平行な方向に配向させる電磁的作用を発生させる電磁的作用発生装置と、
前記フィルタと前記ナノチューブ混合溶液を相対的に移動させる移動機構、
とを有することを特徴とするナノチューブ状物質の分離装置。 A storage unit for storing a nanotube mixed solution containing a plurality of nanotube-shaped substances having different lengths, a recovery unit connected to the storage unit and recovering a part of the nanotube-shaped substance;
A filter provided with a pore having a pore diameter between the maximum value of the length of the nanotube-like substance and the minimum value of the length of the nanotube-like substance, provided in the accommodating portion;
An electromagnetic action controlled in a reference direction substantially parallel to the filter surface of the filter with respect to the nanotube mixed solution, and at least the nanotube-like substance in the vicinity of the filter is oriented in a direction substantially parallel to the reference direction An electromagnetic action generator for generating an electromagnetic action, and
A moving mechanism for relatively moving the filter and the nanotube mixed solution;
An apparatus for separating a nanotube-like substance, comprising:
前記移動機構は、前記ナノチューブ混合溶液が前記貯蔵容器から流出して前記流路内を流動し、前記フィルタを通過するように前記貯蔵容器と前記流路が配置された構成を備える、
ことを特徴とする請求項6に記載のナノチューブ状物質の分離装置。 The container includes a storage container for storing the nanotube mixed solution, and a flow path for circulating the nanotube mixed solution,
The moving mechanism includes a configuration in which the storage container and the flow path are arranged so that the nanotube mixed solution flows out of the storage container and flows in the flow path, and passes through the filter.
The apparatus for separating a nanotube-like substance according to claim 6.
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