JP5781946B2 - 高アスペクト比分子構造を含む構造およびその製造方法 - Google Patents
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Description
準備基板上にHARM構造を堆積させることによって準備基板上にHARM構造の実質的に平面なネットワークを製造する工程と、
準備基板上のネットワークを、支持体の中に開口部を有する支持体に近接させる工程と、
ネットワークを支持体に移動させる工程であって、それにより、ネットワークは、支持体における開口部の周辺領域において支持体と接触し、ネットワークの中央部分は支持体に支持されない、工程と、
ネットワークから準備基板を除去する工程と、
を含む。
準備基板上にHARM構造を堆積させることによって準備基板上に実質的にランダムに配向されたHARM構造の実質的に平面なネットワークを製造する工程と、
準備基板上のネットワークを、支持体の中に開口部を有する支持体に近接させる工程と、
ネットワークを支持体に移動させる工程であって、それにより、ネットワークは、支持体における開口部の周辺領域において支持体と接触し、ネットワークの中央部分は支持体に支持されない、工程と、
ネットワークから準備基板を除去する工程と、を含む。本発明による構造は、レーザにおける光学素子、光パルス整形器、オーディオラウドスピーカ、エアロゾル粒子フィルタ、ガスフィルタ、圧力センサ、流量センサ、粒子センサ、ガスセンサ、電磁レシーバおよび電磁アンテナの群から選択されるデバイスに使用される。
支持体上に存在するネットワークを第3の基板と接触させる工程であって、第3の基板の表面エネルギーが準備基板の表面エネルギーより小さい、工程と、
ネットワークを、支持体から第3の基板に移動させる工程と、
を含む。
SWCNT(単一の壁のあるカーボンナノチューブ)を、炭素源および触媒前駆体としてそれぞれ一酸化炭素およびフェロセンを用いてエアロゾル層流(浮遊触媒)リアクタ中で合成した。次いで、SWCNTマットを、2.45cm直径のニトロセルロース(または銀)ディスクフィルタ(Millipore Corp,USA)を通す濾過によってリアクタの気相下流から直接収集した。以下の実施例において、フィルタは準備基板1の役割を果たすが、準備基板1で繊維性材料のネットワーク2を得る他の手段も本発明により可能である。SWCNTの合成プロセスの詳細は、例えば、国際公開第2005/085130号に見出され得、その文献は本明細書に参照として組み込まれる。
ラウドスピーカ
ランダムに配向された自立CNTの膜を、PET基板上のホールの上に移した(図5)。電源7(コンピュータ上のマイクロホン端子)を、電気ワイヤ8を用いてCNTを介して可変電流を駆動するために取り付けた。
高い多孔性および強度に起因して、ランダムに配向された自立CNT膜を、エアロゾルフィルタとして利用した。この目的のために、CNT膜を、ホールを完全に覆うために基板に取り付けた。この場合、エアロゾル粒子を、膜を通して流れを通過させることによって捕捉した。粒径および流速に依存して、フィルタの効率および品質の因子は、99.5〜99.9998%および20〜120の範囲であった。効率は、
自立CNT膜を、白熱灯におけるフィラメントとして使用した。この目的のために、光を得るために、CNTの膜を、2つのタングステンワイヤの間に吊るし、直流または交流のいずれかを用いて1200〜1400℃まで抵抗加熱した。それらのランダム配向および多くの相互接続に起因して、1400℃でさえも膜は損傷を受けておらず、放射光は膜全体にわたって均一なままであった。
自立SWNT膜の別の重要な機能性は、レーザ構成要素−可飽和吸収体として示され得る。モードロックされたファイバーレーザ空洞における重要な要素は、パルス運転を開始する非線形要素である。本発明者らは、1.0、1.6および2.0μmの波長で作動するモードロックファイバーレーザに対する自立SWNT膜を実証した。
自立CNT膜の別の適用は、電極材料として電気分析において見出され得る。高い伝導性、表面積、電気化学的安定性、低いバックグラウンド電流および電気触媒性などのそれらの特異的性質に起因して、CNTを電気化学センシングのために使用した。本発明者らは、グルコースおよびドーパミンの電気化学的検出のための自立SWNT電極の優れたセンサ特性を示した。CNT膜を、ホールを完全に覆うためにホールを有するPET基板に移した。CNTおよびワイヤとの接触を、銀導体ペーストを用いて準備し、溶液の外側に維持した。CNT膜センサは、広範な濃度範囲(0.1〜100μM)および非常に低い検出限界(約100nM)を実証した。
Claims (9)
- カーボンナノチューブ分子、および、カーボンナノチューブの側部に共有結合したフラーレン分子を有する分子であるカーボンナノバッド分子の群から選択される高アスペクト比分子構造(HARM構造)を含む構造であって、前記構造は、HARM構造の平面なネットワーク(2)、および前記ネットワーク(2)と接触する支持体(3)を含み、前記支持体(3)の表面エネルギーがニトロセルロースの表面エネルギーよりも高く、前記支持体(3)はその中に開口部(5)を有し、前記開口部(5)の周辺領域(4)において、前記ネットワーク(2)は前記支持体(3)と接触し、それによって、前記ネットワーク(2)の中央部分は前記支持体(3)に支持されないこと、ならびに前記ネットワーク(2)はランダムに配向されたHARM構造を含むことを特徴とする、構造。
- 前記支持体(3)は平面なスライド型支持体であり、前記開口部(5)は前記スライド型支持体の中央部分におけるホールであることを特徴とする、請求項1に記載の構造。
- カーボンナノチューブ分子、および、カーボンナノチューブの側部に共有結合したフラーレン分子を有する分子であるカーボンナノバッド分子の群から選択される高アスペクト比分子構造(HARM構造)を含む構造を製造するための方法であって、前記方法は、
HARM構造を準備基板(1)上に堆積させることによって前記準備基板(1)上にランダムに配向されたHARM構造の平面なネットワーク(2)を製造する工程と、
前記準備基板(1)上の前記ネットワーク(2)を、支持体(3)内に開口部(5)を有し、表面エネルギーが前記準備基板(1)の表面エネルギーよりも高い前記支持体(3)に近接させる工程と、
前記ネットワーク(2)を前記支持体(3)上に移動させる工程であって、それにより、前記ネットワーク(2)は、前記支持体(3)における前記開口部(5)の周辺領域(4)において前記支持体(3)と接触し、前記ネットワーク(2)の中央部分は、前記支持体(3)によって支持されない、工程と、
前記ネットワーク(2)から前記準備基板(1)を除去する工程と、
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記準備基板(1)上の前記ネットワーク(2)を、支持体(3)内に開口部(5)を有し、表面エネルギーが前記準備基板(1)の表面エネルギーよりも高い前記支持体(3)に近接させる工程は、前記ネットワーク(2)を、前記支持体(3)に近接している前記準備基板(1)上に堆積させる工程を含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記方法は、
前記支持体(3)上の前記ネットワーク(2)をガス流に入れる工程であって、それにより、前記ネットワーク(2)を修飾するために、ガスが前記ネットワーク(2)を通して、および前記支持体(3)における前記開口部(5)を通して誘導される、工程を含むことを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。 - 前記方法は、
前記支持体(3)上の前記ネットワーク(2)に液体をつける工程であって、それにより、前記液体が前記ネットワーク(2)を覆うように広がる、工程を含むことを特徴とする、請求項3〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記液体は、溶質が溶解されている溶媒であることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記方法は、
前記支持体(3)上に存在する前記ネットワーク(2)を第3の基板(6)に接触させる工程であって、前記第3の基板(6)の表面エネルギーは、前記準備基板(1)の表面エネルギーより低い、工程と、
前記支持体(3)から前記第3の基板(6)に前記ネットワーク(2)を移動させる工程と、
を含むことを特徴とする、請求項3〜7のいずれか一項に記載の方法。 - レーザにおける光学素子、光パルス整形器、オーディオラウドスピーカ、エアロゾル粒子フィルタ、ガスフィルタ、圧力センサ、流量センサ、粒子センサ、ガスセンサ、電磁レシーバおよび電磁アンテナの群から選択されるデバイスにおける請求項1に記載の構造の使用。
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