(57)【要約】      （修正有）【課題】例えば医療用として人体に用いられても副作用や過剰摂取の問題を引き起こし難く、強磁性を示すナノマテリアル材料を提供する。【解決手段】５万Ｇ以上の重力処理を施すことによりイットリウムと炭素又はフラーレン類との複合体又は化合物を製造する。これにより、強磁性を示さないイットリウムとフラーレン類又は炭素との複合体又は化合物による強磁性のナノ粒子が製造できる。炭素によってイットリウムを被覆又はフラーレン類とイットリウムを内包又は結合することにより、安全性が向上する。試料を混合し、重力場を印加するだけなのでワンステップで簡単に製造が可能である。重力処理という物理的な方法を取ることにより、さまざまな元素が選択可能になる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含み強磁性を示す複合体。
【請求項２】
1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素と、第IIIb、IVb、Vb、VIb、属の元素とを含み強磁性を示す複合体。
【請求項３】
1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素と、第IVb属の元素とを含み強磁性を示す複合体。
【請求項４】
前記非強磁性元素は希土類元素である事を特徴とする請求項1に記載の強磁性複合体。
【請求項５】
前記希土類元素はイットリウムである事を特徴とする請求項４に記載の強磁性複合体。
【請求項６】
前記非強磁性元素は遷移元素である事を特徴とする請求項1に記載の強磁性複合体。
【請求項７】
５万G以上の重力を印加することにより得られた請求項1から６のいずれかに記載の強磁性複合体。
【請求項８】
10万G以上の重力を印加することにより得られた請求項1から７のいずれかに記載の強磁性複合体。
【請求項９】
30万G以上の重力を印加することより得られた請求項1から８のいずれかに記載の強磁性を示す複合体。
【請求項１０】
前記重力は、５0℃以上で印加することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の強磁性複合体。
【請求項１１】
前記重力は、100℃以上で印加することを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の強磁性複合体。
【請求項１２】
1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含む強磁性複合体の製造方法であって、１０万G以上の重力場を印加する重力場印加工程を含む事を特徴とする強磁性複合体の製造方法。
【請求項１３】
1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含む強磁性複合体の製造方法であって、３０万G以上の重力場を印加する重力場印加工程を含む事を特徴とする強磁性複合体の製造方法。
【請求項１４】
前記非強磁性元素は希土類元素である事を特徴とする請求項１２又は１３に記載の強磁性複合体の製造方法。
【請求項１５】
前記希土類元素はイットリウムである事を特徴とする請求項１４に記載の強磁性複合体の製造方法。
【請求項１６】
前記重力は、５0℃以上で印加されることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の強磁性複合体の製造方法。
【請求項１７】
前記重力は、100℃以上で印加されることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の強磁性複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁性を示さない元素と、フラーレン類又は炭素とを含み強磁性を示す強磁性複合体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノマテリアルの一種であるフラーレンは特異な中空球状分子によるユニークな性質のため、たくさんの研究がなされており、エネルギー、電子デバイス、医療などさまざまな分野で産業化が進められている。さらに最近では金属内包フラーレンについても研究され、その特異な性能が、研究者をひきつけている。例えば、Li内包フラーレンは新たな太陽電池材料として注目を浴びている。１種類又は２種類以上の元素とフラーレン類または炭素の複合体を作製する従来の技術としては、レーザー蒸発法、アーク放電法、イオン注入法、プラズマ照射法などが用いられている。
【０００３】
ナノマテリアルの中でも、磁性を持ったナノマテリアルはその特性を生かして、磁気共鳴画像用造影剤、磁気温熱療法など、様々な用途で医療用に開発されている。
【０００４】
磁気共鳴画像用造影剤に用いられていた磁性ナノ粒子は、血液中では凝集性があり、毒性もあったため、医療用としては使用されていなかった。そのため、磁性ナノ粒子を被覆させて毒性を軽減することが図られていたが、まだ依然としてアレルギー反応などの副作用の問題がある。材料としては鉄、酸化鉄、ガドリニウムが用いたれていた（特許文献２）
【０００５】
また、磁気温熱療法は磁性ナノ粒子を体内に入れ、交流磁界を印加することにより、がん細胞だけを選択的に42.5度以上まで加熱し死滅させるものである。この磁気温熱療法用発熱体は体内に導入するため、安全性が要される。
【０００６】
ここで、イットリウムはイブリツモマブ・チウキセタンなどの医薬品にも使わたりなどしており、不溶性化合物は無害である。ところが、イットリウムは常磁性であり、イットリウムを含み強磁性を示す物質はY3(Fe,Al)5O12、Y3(Fe,Ga)5O12 など強磁性体である鉄を含むものや、Sr0.75Y0.25CoO2.625の強磁性体であるコバルトを含むものしか報告されておらず、強磁性体を含まない炭素とイットリウムを含んだ強磁性物質は報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３１４２２１号公報
【０００８】
【特許文献２】国際公開第９５／３１２２０号パンフレット
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「フラーレンとナノチューブの科学」篠原久典、齊藤弥八  名古屋大学出版会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
磁気共鳴画像用造影剤として現在まで鉄、酸化鉄、ガドリウムが使われていたが、アレルギー反応などの副作用があった。
【００１１】
磁気温熱療法発熱体として、フェライトなどが使用されていたが、鉄の過剰摂取を危惧する問題がある。
【００１２】
上記のような用途に使用する磁気ナノ粒子は、被覆工程なども含み、数回のプロセスを踏んで製造されていた。
【００１３】
フラーレン類に内包又は格子中に結合させるためには、さまざまな条件選定が必要であり、報告されていない元素も複数ある。
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば医療用として人体に用いられても副作用や過剰摂取の問題を引き起こし難く、強磁性を示すナノマテリアル材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含み強磁性を示す強磁性複合体である。
【００１５】
請求項２の発明は、1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素と、第IIIb、IVb、Vb、VIb、属の元素とを含み強磁性を示す複合体。
【００１６】
請求項３の発明は、1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素と、第IVb属の元素とを含み強磁性を示す複合体。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項1に記載の強磁性複合体において、前記非強磁性元素は希土類元素である事を特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４に記載の強磁性複合体前記希土類元素はイットリウムである事を特徴とする請求項３に記載の強磁性を示す複合体。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項1に記載の強磁性において、前記非強磁性元素は遷移元素である事を特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項1から６のいずれかに記載の強磁性複合体において、５万G以上の重力を印加することにより得られたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項1から７のいずれかに記載の強磁性複合体において、10万G以上の重力を印加することにより得られたことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項1から８のいずれかに記載の強磁性複合体において、30万G以上の重力を印加することより得られたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の強磁性を示す複合体において、前記重力は、５0℃以上で印加することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項７から１０のいずれかに記載の強磁性複合体において、前記重力は、100℃以上で印加することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の発明は、1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含む強磁性複合体の製造方法であって、１０万G以上の重力場を印加する重力場印加工程を含む強磁性複合体の製造方法である。
【００２６】
請求項１３の発明は、1種類又は2種類以上の強磁性を示さない元素であって一つ又は二つ以上の非強磁性元素と、フラーレン類又は炭素とを含む強磁性複合体の製造方法であって、３０万G以上の重力場を印加する重力場印加工程を含む事を特徴とする強磁性複合体の製造方法である。
【００２７】
請求項１４の発明は、請求項１２又は１３に記載の強磁性複合体の製造方法において、前記非強磁性元素は希土類元素である事を特徴とする。
【００２８】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の強磁性複合体の製造方法において、前記希土類元素はイットリウムである事を特徴とする。
【００２９】
請求項１６の発明は、請求項１２から１５のいずれかに記載の強磁性複合体の製造方法において、前記重力は、５0℃以上で印加されることを特徴とする。
【００３０】
請求項１７の発明は、請求項１２から１６のいずれかに記載の強磁性複合体の製造方法において、前記重力は、100℃以上で印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
強磁性を示す物質には人体に影響があるものもあり、非強磁性を示す物質から強磁性を示す物質が合成できれば、応用の幅が広がる。
【００３２】
イットリウムは医療薬に用いられており、安全である。また、人体に無害である炭素又はフラーレン類でイットリウムをコーティングすることにより、人体への影響がさらに少なくなる。このためアレルギー反応が起こりにくくなると思われる。
【００３３】
任意の元素とフラーレン類を混合したものを高温中で重力処理を施すことにより、簡単に、炭素又はフラーレンに内包又は格子間に結合された任意元素のものが製造できる。
【００３４】
製造工程は試料を混合し、重力場を印加させるだけなので、ワンステップで製造が可能であり簡単に行える。
【００３５】
重力処理は、物理的に処理を行うため、フラーレン類内に色々な元素が内包又は格子間に結合できうる。これにより、新規な物質を開発することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】重力実験のために用いる高温超遠心機
【図２】本発明による炭素・イットリウム化合物と処理前のC60を比較したラマンスペクトルの結果である。
【図３】本発明による炭素・イットリウム化合物と処理前のC60・イットリウム混合物を比較した磁気ヒステリシス曲線である。
【図４】本発明により製造された炭素・イットリウム化合物をHR-TEMを用いて観察した画像である。
【図５】本発明により製造された炭素・イットリウム化合物のEDX結果。
【図６】本発明により製造された炭素・イットリウム化合物の質量分析結果。
【図７】本発明による炭素・ネオジウム化合物と処理前のC60・ネオジウム混合物を比較した磁気ヒステリシス曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
「フラーレン類」とは、フラーレン構造の球状炭素分子の総称であり、具体的にはC60、C20、C70、C76、C78及びより高次の炭素クラスター骨格を形成しているものなどが知られている。
【００３８】
「重力実験」とは、図1に示す高温超遠心機を用いて、試料に対して10万G〜100万Gの重力場を印加する実験を示す。図１のエアタービン１に、圧縮した空気を供給し、サンプルを封入したカプセル４の入ったローター３を回転させる。また、高周波加熱システム２においてサンプルを高温の状態にすることができる。
【００３９】
「複合体」とは、化学結合したもの、ファンデルワールス力で結合したもの又はフラーレンに内包したものを示す。
【００４０】
本発明で使用した高温超重力場発生装置は最高加速度100万G、最高温度500度、試料までの最大半径は35.5mmである。回転中心軸からの距離rによって重力場はG=rω2（ω＝v/r ω=角速度 v=周速度 r=半径）に則して変化し、最大半径の所において、１０万Gであっても、それ以下の重力場部分も存在する。最高回転数10万rpmで実験中の重力は約40万倍にもおよび、原子にかかる力もまた40万倍におよぶ。これによりフラーレンをひずませることができる。また、熱を加えることにより、フラーレンを作る一つ一つの原子が熱振動を起こし、結晶格子のゆがみが大きくなる。これらを利用し、フラーレンの中もしくは格子中に金属を入れるというのが今回の目的である。
【００４１】
（炭素又はフラーレン類と元素化合物の製造方法）
本発明に係わる元素と炭素又はフラーレン類との複合体は、高温超遠心機により重力を印加しながら加熱することによって製造可能である。
【００４２】
試料は、フラーレン類とイットリウムを混合させたものを、縦穴カプセルに封入し、用いる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実験例１）実験温度１８０度、回転速度１０万rpm、最大加速度約３７万Ｇ、実験時間２４時間
フラーレンC60とYを質量比1：1（モル比1：8）で混ぜ合わせ試料を作製した。それをカプセル内に封入し、上記実験条件において実験を行った。
【００４５】
実験後の試料に対しラマンスペクトル測定を実施した。
得られたラマンスペクトル結果を図２に示す。
今回、空気中において、高温で処理をしたにもかかわらず、図２に示すラマンスペクトルの実験後のサンプルにおいて酸化反応は確認できていなかった。
【００４６】
実験後と実験前の試料に対しVSM測定を実施した。
実験後と実験前のVSM測定結果を図３に示す。
実験前試料では、フラーレンの反磁性が強く影響された結果になっている。しかしながら実験後の試料では強磁性の結果が得られた。実験後のサンプルではHc＝22.5Oe  Ms＝30.1 emu/cm3  Mr＝11.1emu/cm3  Mｒ / Mｓ＝0.369が得られた。Ms / Mrが高い値をとっており、強磁性であるということができる。
イットリウムとフラーレンを用いたものでは、今までに例のない結果である。
【００４７】
実験後の試料に対しHR-TEM測定を実施した。
HR-TEMの結果を図４、EDXの結果を図５に示す。
このHR-TEMの写真とEDXの結果よりイットリウムが炭素に包まれていることが確認できる。酸素の検出量はTEM観察前の熱乾燥によるものであると考えられる。これらより、イットリウムと炭素による、磁性を持ったナノマテリアルができたと言える。
【００４８】
実験後の試料に対してポジティブモードにて質量分析を行った。
マススペクトルの結果を図６に示す。
マススペクトルの結果からC56+Yに対応する質量数７６２のピーク、C57+Yに対応する質量数７７４のピーク、C59+Yに対応する質量数７９８のピーク、C61+Yに対応する質量数８２２のピークが観測され、これらの化合物が合成されているのが確認できた。
【００４９】
（実験例２）実験温度１８０度、回転速度１０万rpm、最大加速度約３７万Ｇ、実験時間２４時間
フラーレンC60とNdを質量比1：1（モル比1：5）で混ぜ合わせ試料を作製した。それをカプセル内に封入し、上記実験条件において実験を行った。
【００５０】
実験後と実験前の試料に対しVSM測定を実施した。
実験後と実験前のVSM測定結果を図７に示す。
実験前試料では、フラーレンの反磁性が強く影響された結果になっている。しかしながら実験後の試料では強磁性の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
磁気共鳴画像用造影剤、磁気温熱療法発熱体、など医療に用いられるナノ磁性マテリアルには、体内に使用するために安全性が求められている。本発明で得られた強磁性を示す複合体は炭素又はフラーレンによって被覆されているためにより安全に使用することができる。
【００５２】
フラーレン類はさまざまな基を結合することができるため、フラーレンに金属を内包又は結合させることにより、応用が簡単になり、ドラックデリバリーなどの応用ができる。
【００５３】
製造した磁性ナノマテリアルをバルク化することにより磁石への応用が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１エアタービンモーター
２高周波加熱システム
３ローター
４サンプルを封入したカプセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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