(57)【要約】【課題】酸性化したカーボンナノチューブの側壁に発生した欠陥を穏やかな条件で容易に修復することができ、特性が良好なカーボンナノチューブを製造することができるカーボンナノチューブの製造方法を提供する。【解決手段】硝酸中において還流することによりカーボンナノチューブを酸性化した後、このカーボンナノチューブを尿酸溶液またはアンモニア水により処理する。処理温度は例えば２５〜９０℃、処理時間は２日以上とする。尿酸溶液またはアンモニア水により処理する前に、カーボンナノチューブを塩化チオニル溶液などにより処理するのが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する工程を有するカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項２】
上記カーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する前に、上記カーボンナノチューブを、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する工程をさらに有する請求項１記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項３】
上記アミノ基を有する化合物は、上記アミノ基がカルボキシ基と反応してこのカルボキシ基に含まれるヒドロキシ基を置換するものである請求項１記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項４】
上記カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物はＳＯＣｌ2 、（ＣＯＣｌ）2 、ＰＣｌ3 、ＰＯＣｌ3 およびＰＣｌ5 からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物である請求項２記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項５】
上記アミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する温度は２５℃以上でかつ上記アミノ基を有する化合物を含む溶液の溶媒の沸点より低い請求項１記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項６】
上記アミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する温度は２５℃以上９０℃以下である請求項１記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項７】
上記カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブである請求項１記載のカーボンナノチューブの製造方法。
【請求項８】
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブを用いてカーボンナノチューブ膜を製造する工程を有するカーボンナノチューブ膜の製造方法。
【請求項９】
上記酸性化したカーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより上記カーボンナノチューブを製造する工程を有する請求項８記載のカーボンナノチューブ膜の製造方法。
【請求項１０】
上記カーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する前に、上記カーボンナノチューブを、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する工程をさらに有する請求項９記載のカーボンナノチューブ膜の製造方法。
【請求項１１】
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブまたはこのカーボンナノチューブを用いて製造されるカーボンナノチューブ膜を用いて電子装置を製造する電子装置の製造方法。
【請求項１２】
上記酸性化したカーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより上記カーボンナノチューブを製造する工程を有する請求項１１記載の電子装置の製造方法。
【請求項１３】
上記酸性化したカーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブを用いて上記カーボンナノチューブ膜を製造する工程を有する請求項１１記載の電子装置の製造方法。
【請求項１４】
上記酸性化したカーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより上記カーボンナノチューブを製造する工程と、上記カーボンナノチューブを用いて上記カーボンナノチューブ膜を製造する工程とを有する請求項１１記載の電子装置の製造方法。
【請求項１５】
上記カーボンナノチューブを上記アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する前に、上記カーボンナノチューブを、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する工程をさらに有する請求項１４記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カーボンナノチューブの製造方法、カーボンナノチューブ膜の製造方法および電子装置の製造方法に関し、例えば、カーボンナノチューブあるいはカーボンナノチューブ膜を用いる各種の電子装置の製造に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ、取り分け単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）は、電気的、機械的、磁気的および構造的性質が優れているため、盛んに研究開発が行われている。単層カーボンナノチューブの製造方法としては、これまで、レーザアブレーション法（非特許文献１）、電気的アーク放電法（非特許文献２）、化学気相成長（ＣＶＤ）法（非特許文献３）などの多くの方法が用いられている。これらの製造方法により製造された単層カーボンナノチューブには、かなりの量の炭素系または金属の不純物が共存することは避けられない。
【０００３】
従来、単層カーボンナノチューブから不純物を除去して酸性化するために、液相酸化（酸処理、還流など）および電気化学的酸化を含む化学的酸化が用いられてきた（非特許文献４）。この酸性化過程にはいつも化学的な欠陥の発生が伴われ、単層カーボンナノチューブの構造に損傷が発生する（非特許文献５）。また、単層カーボンナノチューブをナノテクノロジーの分野に応用する場合には、単層カーボンナノチューブを分散させたり、単層カーボンナノチューブを溶解したりするために、超音波処理や激しい化学反応などの後処理がしばしば行われる（非特許文献３、６、７）。この後処理の過程で単層カーボンナノチューブはさらに破壊される。
【０００４】
Ｌｉｕ（非特許文献８）、Ｗａｎｇ（非特許文献９）らは、アンモニア（ＮＨ3 ）ガス中において１０００℃で単層カーボンナノチューブを処理することにより、欠陥のある単層カーボンナノチューブの構造を修復する方法を報告している。この方法により処理を行った後には、ラマン（Ｒａｍａｎ）スペクトルにより測定した、Ｇバンドの強度（ＩG ）に対するＤバンドの強度（ＩD ）の比（ＩD ／ＩG ）が０．０１以下に減少し、これは単層カーボンナノチューブの側壁の欠陥が修復されたことを示す。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】A.Thess,R.Lee,P.Nikolaev,H.J.Dai,P.Petit,J.Robert,C.H.Xu,Y.H.Lee,S.G.Kim,A.G.Rinzler,D.T.Colbert,G.E.Scuseria,D.Tomanek,J.E.Fischer and R.E.Smalley,Science,1996,273,483-487
【非特許文献２】S.Iijima,Nature,1991,354,56-58
【非特許文献３】J.L.Bahr,J.P.Yang,D.V.Kosykin,M.J.Bronikowski,R.E.Smalley and J.M.Tour,Journal of the American Chemical Society,2001,123,6536-6542
【非特許文献４】P.X.Hou,C.Liu and H.M.Cheng,Carbon,2008,46,2003-2025
【非特許文献５】J.Zhang,H.L.Zou,Q.Qing,Y.L.Yang,Q.W.Li,Z.F.Liu,X.Y.Guo anf Z.L.Du,Journal of Physical Chemistry B,2003,107,3712-3718
【非特許文献６】D.Tasis,N.Tagmatarchis,A.Bianco and M.Prato,Chemical Reviews,2006,106,1105-1136
【非特許文献７】D.Tasis,N.Tagmatarchis,V.Georgakilas and M.Prato,Chemistry,2003,9,4000-4008
【非特許文献８】Y.Q.Liu,L.Gao,J.Sun,S.Zheng,L.Q.Jiang,Y.Wang,H.Kajiura,Y.M.Li and K.Noda,Carbon,2007,45,1972-1978
【非特許文献９】Y.Wang,L.Gao,J.Sun,Y.Q.Liu,S.Zheng,H.Kajiura,Y.M.Li and K.Noda,Chemical Physics Letters,2006,432,205-208
【非特許文献１０】J.Chen,M.A.Hamon,H.Hu,Y.S.Chen,A.M.Rao,P.C.Eklund and R.C.Haddon,Science,1998,282,95-98
【非特許文献１１】C.Montalbetti and V.Falque,Tetrahedron,2005,61,10827-10852
【非特許文献１２】J.Jang,J.Bae and S.H.Yoon,Journal of Materials Chemistry,2003,13,676-681
【非特許文献１３】P.S.Wharlton and D.H.Bohlen,Journal of Organic Chemistry,1961,26,3615-＆
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アンモニアガス中において１０００℃で単層カーボンナノチューブを処理することにより欠陥を修復する上述の従来の方法は、１０００℃という高温の処理が必要であるため、適用範囲が制限されてしまう。また、アンモニアが分解して窒素と水素とを生成するため、水素の爆発の危険がある。
【０００７】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、酸性化したカーボンナノチューブの側壁に発生した欠陥を穏やかな条件で容易に修復することができ、特性が良好なカーボンナノチューブを製造することができるカーボンナノチューブの製造方法を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、酸性化したカーボンナノチューブの側壁に発生した欠陥を穏やかな条件で修復した特性が良好なカーボンナノチューブを用いて特性が良好なカーボンナノチューブ膜を製造することができるカーボンナノチューブ膜の製造方法を提供することである。
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記の製造方法を利用して製造されたカーボンナノチューブ、あるいは、このカーボンナノチューブを用いて製造されたカーボンナノチューブ膜を用いて高性能の電子装置を製造することができる電子装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は、
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する工程を有するカーボンナノチューブの製造方法である。
また、この発明は、
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブを用いてカーボンナノチューブ膜を製造するカーボンナノチューブ膜の製造方法である。
このカーボンナノチューブ膜の製造方法は、典型的には、酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することによりカーボンナノチューブを製造する工程を有する。
【０００９】
また、この発明は、
酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブまたはこのカーボンナノチューブを用いて製造されるカーボンナノチューブ膜を用いて電子装置を製造する電子装置の製造方法である。
この電子装置の製造方法は、例えば、酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することによりカーボンナノチューブを製造する工程を有する。あるいは、この電子装置の製造方法は、酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより製造されるカーボンナノチューブを用いてカーボンナノチューブ膜を製造する工程を有する。あるいは、この電子装置の製造方法は、これらの二つの工程を有する。
【００１０】
この発明において、酸性化したカーボンナノチューブとは、例えば硝酸中において還流することにより酸性化したカーボンナノチューブを意味し、酸性化後のカーボンナノチューブの側壁にカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）が結合していることが特徴である。カーボンナノチューブは、基本的にはどのような方法により合成してもよいが、具体的には、例えば、レーザーアブレーション法、電気的アーク放電法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などの各種の方法により合成することができる。アミノ基（−ＮＨ2 ）を有する化合物は、典型的には、このアミノ基がカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）と反応してこのカルボキシ基のヒドロキシ基（−ＯＨ）を置換するものが用いられる。このためには、アミノ基を有する化合物のアミノ基は、このアミノ基を有する化合物を含む溶液中で解離しやすいことが必要である。上述のように酸性化したカーボンナノチューブの側壁には−ＣＯＯＨが結合している。このため、このカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液により処理すると、このアミノ基が、カーボンナノチューブに結合したカルボキシ基と反応してこのカルボキシ基に含まれるヒドロキシ基を置換する結果、ＣＯＮＨ2 に変化させる。この過程でカーボンナノチューブの側壁の欠陥が修復される。このアミノ基を有する化合物は、好適には尿素（ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 ）であるが、これに限定されるものではない。アンモニア水は気体のアンモニア（ＮＨ3 ）を溶解した水溶液であり、アミノ基を有する化合物を含む溶液と同様な作用がある。
【００１１】
好適には、カーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する前に、カーボンナノチューブを、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する工程をさらに有する。カルボキシ基が結合したカーボンナノチューブをこの溶液により処理すると、このカーボンナノチューブに結合したカルボキシ基は−ＣＯＣｌとなる。こうして得られる−ＣＯＣｌが結合したカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液により処理すると、このカーボンナノチューブに結合した−ＣＯＣｌは−ＣＯＮＨ2 となる。カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物は、例えば、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2 ）、塩化オキサリル（ＣＯＣｌ）2 、三塩化リン（ＰＣｌ3 ）、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）および五塩化リン（ＰＣｌ5 ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物である。
【００１２】
アミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する温度は、一般的には、２５℃以上でかつアミノ基を有する化合物を含む溶液の溶媒の沸点より低い温度である。このアミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する温度は、典型的には２５℃以上９０℃以下であるが、これに限定されるものではない。カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する温度は、一般的には、２５℃以上でかつカルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液の溶媒の沸点より低い温度である。アンモニア水により処理する温度は、一般的には、アンモニアの蒸発を抑えるために低めに設定するのが好ましい。
【００１３】
カーボンナノチューブは典型的には単層カーボンナノチューブであるが、多層カーボンナノチューブであってもよい。カーボンナノチューブ膜は、典型的には単層カーボンナノチューブ膜であるが、多層カーボンナノチューブ膜であってもよい。カーボンナノチューブ膜を構成するカーボンナノチューブの直径や長さは特に限定されない。
【００１４】
このカーボンナノチューブまたはカーボンナノチューブ膜は各種の電子装置に用いることができる。このような電子装置としては、例えば、電界放出素子、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）も含む）、単電子トランジスタ、分子センサー、太陽電池、光電変換素子、発光素子、メモリーなどが挙げられる。カーボンナノチューブ膜は、例えば、薄膜電極または透明電極として用いることができる。
【００１５】
上述のように構成されたこの発明によれば、酸性化する際にカーボンナノチューブの側壁に発生する欠陥を、アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理することにより修復することができる。この処理は、一般的には温度が１００℃以下と低く、しかも強酸を用いない穏やかな条件で行うことができるので、カーボンナノチューブが切断されたりするのを防止することができる。また、この処理は、簡便にしかも効率的に行うことができる。また、特に、アミノ基を有する化合物を含む溶液により処理する前に、カーボンナノチューブの側壁に結合したカルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理することにより、アミノ基を有する化合物による反応が起きやすくなり、アミノ基を有する化合物を含む溶液による処理の温度の低温化あるいは処理の時間の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、酸性化したカーボンナノチューブの側壁に発生した欠陥を穏やかな条件で容易に修復することができ、欠陥のない、特性の良好なカーボンナノチューブを容易に製造することができる。また、このカーボンナノチューブを用いて特性の良好なカーボンナノチューブ膜を容易に製造することができる。さらに、このカーボンナノチューブまたはカーボンナノチューブ膜を用いて高性能の電子装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施の形態に対応する実施例１において硝酸中で還流することにより酸性化した単層カーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡像を示す図面代用写真である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に対応する実施例１においてＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により直接処理した後の単層カーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡像を示す図面代用写真である。
【図３】この発明の第２の実施の形態に対応する実施例２においてＳＯＣｌ2 溶液を用いて処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した後の単層カーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡像を示す図面代用写真である。
【図４】この発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に対応する実施例１、２において酸性化した単層カーボンナノチューブ、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により直接処理した後の単層カーボンナノチューブおよびＳＯＣｌ2 溶液を用いて処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した後の単層カーボンナノチューブのラマンスペクトルを測定した結果を示す略線図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に対応する実施例２において酸性化した単層カーボンナノチューブのＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す略線図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態に対応する実施例２においてＳＯＣｌ2 溶液を用いて処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した後の単層カーボンナノチューブのＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に対応する実施例１、２において酸性化した単層カーボンナノチューブ、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により直接処理した後の単層カーボンナノチューブおよびＳＯＣｌ2 溶液を用いて処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した後の単層カーボンナノチューブのＦＴ−ＩＲスペクトルを測定した結果を示す略線図である。
【図８】この発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に対応する実施例１、２において酸性化した単層カーボンナノチューブ、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により直接処理した後の単層カーボンナノチューブおよびＳＯＣｌ2 溶液を用いて処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した後の単層カーボンナノチューブの分散濃度を測定した結果を示す略線図である。
【図９】この発明の第１の実施の形態に対応する実施例１においてＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理することにより単層カーボンナノチューブの欠陥が修復されるメカニズムを説明するための略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（カーボンナノチューブおよびその製造方法）
２．第２の実施の形態（カーボンナノチューブおよびその製造方法）
３．第３の実施の形態（カーボンナノチューブ膜およびその製造方法）
【００１９】
〈１．第１の実施の形態〉
［カーボンナノチューブおよびその製造方法］
第１の実施の形態においては、まず、従来公知の方法によりカーボンナノチューブを合成する。このカーボンナノチューブは、具体的には、レーザーアブレーション法、電気的アーク放電法、ＣＶＤ法などにより合成することができるが、合成方法はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
次に、こうして合成されたカーボンナノチューブを従来公知の方法により、酸性化する。この酸性化は、具体的には、例えば、硝酸（ＨＮＯ3 ）中においてカーボンナノチューブを還流することにより行う。この酸性化の過程で、カーボンナノチューブの側壁の環状に配列した炭素が酸化されてカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）が生成されるとともに、欠陥が生成される。
【００２１】
次に、こうして酸性化したカーボンナノチューブをアミノ基（−ＮＨ2 ）を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する。具体的には、例えば、この溶液またはアンモニア水とカーボンナノチューブとを混合する。この処理により、カーボンナノチューブの側壁に結合したカルボキシ基と溶液中に含まれる化合物のアミノ基またはアンモニア水中のアンモニアとが反応し、カルボキシ基に含まれるヒドロキシ基（−ＯＨ）がアミノ基により置換されて−ＣＯＮＨ2 となる。そして、最終的にはカーボンナノチューブからこの−ＣＯＮＨ2 が取れる。この一連の過程でカーボンナノチューブの側壁の欠陥が修復される。この溶液の溶媒は、従来公知の溶媒の中から必要に応じて選ばれる。この溶媒としては具体的には例えば水を用いるが、これに限定されるものではない。この処理の温度は必要に応じて選ばれるが、一般的には室温、例えば２５℃以上でこの溶液の溶媒の沸点より低い温度、好適には沸点より１０〜２０℃以上低い温度である。この処理の温度は、具体的には、例えば２５〜９０℃である。この処理の時間は、処理の温度との兼ね合いで必要に応じて選ばれるが、一般的には１日〜１０日である。
【００２２】
次に、上述のようにしてアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理したカーボンナノチューブを水などにより洗浄し、遠心分離やろ過分離などを行った後、乾燥させる。
こうして目的とするカーボンナノチューブが製造される。
【００２３】
この第１の実施の形態によれば、酸性化したカーボンナノチューブの側壁に発生する欠陥を穏やかな条件で容易にしかもほぼ完全に修復することができる。これによって、欠陥のない特性の良好なカーボンナノチューブを得ることができる。このカーボンナノチューブは、例えば、各種の電子装置に用いることができ、これによって高性能の電子装置を実現することができる。
【００２４】
〈２．第２の実施の形態〉
［カーボンナノチューブおよびその製造方法］
第２の実施の形態においては、まず、第１の実施の形態と同様にして、カーボンナノチューブの合成および酸性化を行う。
【００２５】
次に、こうして酸性化したカーボンナノチューブを、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液により処理する。具体的には、例えば、この溶液とカーボンナノチューブとを混合する。この処理により、カーボンナノチューブの側壁に結合したカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）とこの溶液中に含まれる化合物とが反応し、カルボキシ基に含まれるヒドロキシ基（−ＯＨ）がＣｌにより置換されて−ＣＯＣｌが生成される。この溶液の溶媒は、従来公知の各種の溶媒の中から必要に応じて選ばれる。この処理の温度は必要に応じて選ばれるが、一般的には室温、例えば２５℃以上でこの溶液の溶媒の沸点より低い温度、好適には沸点より１０〜２０℃以上低い温度である。この処理の温度は、具体的には例えば２５〜９０℃であるが、一般的には低い温度で足りる。この処理の時間は、処理の温度との兼ね合いで必要に応じて選ばれるが、一般的には１日〜１０日である。
【００２６】
次に、こうしてカルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液によりカーボンナノチューブを処理した後、第１の実施の形態と同様にして、このカーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する。この処理により、カーボンナノチューブの側壁に結合した−ＣＯＣｌと溶液中に含まれる化合物またはアンモニア水中のアンモニアとが反応し、−ＣＯＣｌに含まれるＣｌがアミノ基により置換されて−ＣＯＮＨ2 となる。このように、アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する前に、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液によりカーボンナノチューブを処理することにより、アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水による反応が起きやすくなる（非特許文献１０、１１）。
【００２７】
次に、第１の実施の形態と同様にして、アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理したカーボンナノチューブを水などにより洗浄し、遠心分離やろ過分離などを行った後、乾燥させる。
こうして目的とするカーボンナノチューブが製造される。
【００２８】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、カーボンナノチューブをアミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水により処理する前に、カルボキシ基と反応して−ＣＯＣｌを生成する化合物を含む溶液によりカーボンナノチューブを処理していることにより、アミノ基を有する化合物を含む溶液またはアンモニア水による処理の温度の低温化あるいは処理の時間の短縮を図ることができる。
【００２９】
［実施例１］
実施例１は第１の実施の形態に対応する実施例である。
単層カーボンナノチューブとして化学気相成長（ＣＶＤ）法により合成されたものを用いた。この単層カーボンナノチューブは、Ｃｈｅｎｇｄｕ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓより入手したものである。この単層カーボンナノチューブは、メタン（ＣＨ4 ）を原料、ＣｏＭｏを触媒とし、１０００℃でＣＶＤ法により合成されたものである。
【００３０】
この単層カーボンナノチューブを２．６Ｍの硝酸（ＨＮＯ3 ）中において１４０℃で４８時間還流することにより不純物を除去して酸性化した。
次に、２ｍｌの水に１ｇのＮＨ2 ＣＯＮＨ2 を溶解してＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液を調製した。
次に、上述のようにして酸性化した単層カーボンナノチューブを２０ｍｇ、このＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液と混合し、これを水浴中で１分間超音波処理した後、このＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液で単層カーボンナノチューブを処理する。処理温度は２５〜９０℃、処理時間は２日以上とした。
次に、得られた混合物をろ過し、リンスした後、乾燥させた。
こうして目的とする単層カーボンナノチューブを製造した。
単層カーボンナノチューブの収率は９５％以上であった。
【００３１】
［実施例２］
実施例２は第２の実施の形態に対応する実施例である。
単層カーボンナノチューブとしてＣＶＤ法により合成されたものを用いた。この単層カーボンナノチューブは、Ｃｈｅｎｇｄｕ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓより入手したものである。この単層カーボンナノチューブは、メタンを原料、ＣｏＭｏを触媒とし、１０００℃でＣＶＤ法により合成されたものである。
【００３２】
この単層カーボンナノチューブを２．６Ｍの硝酸（ＨＮＯ3 ）中において１４０℃で４８時間還流することにより不純物を除去して酸性化した。
次に、２０ｍｌのＳＯＣｌ2 と１ｍｌのＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）とを混合してＳＯＣｌ2 溶液を調製した。
次に、上述のようにして酸性化した単層カーボンナノチューブを１００ｍｇ、このＳＯＣｌ2 溶液と混合した後、２５℃で２４時間攪拌し、単層カーボンナノチューブとＳＯＣｌ2 溶液とを反応させる（非特許文献１０参照。）。
次に、得られた混合物をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）で洗浄し、真空中において室温で乾燥させた。こうして、側壁に−ＣＯＣｌが結合した単層カーボンナノチューブが得られる。
次に、２ｍｌの水に１ｇのＮＨ2 ＣＯＮＨ2 を溶解してＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液を調製した。
次に、上述のようにして得られた、側壁に−ＣＯＣｌが結合した単層カーボンナノチューブを２０ｍｇ、このＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液と混合し、これを水浴中で１分間超音波処理した後、このＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液で単層カーボンナノチューブを処理する。処理温度は２５〜９０℃、処理時間は２日以上とした。
次に、得られた混合物を水で洗浄し、遠心分離やろ過分離を行った後、乾燥させた。
こうして目的とする単層カーボンナノチューブを製造した。
単層カーボンナノチューブの収率は９５％以上であった。
【００３３】
ＳＯＣｌ2 溶液による前処理の効果を評価するために、酸性化した単層カーボンナノチューブをＳＯＣｌ2 溶液により処理してから、透明容器に入れられた６０℃のＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した場合と、酸性化した単層カーボンナノチューブを透明容器に入れられた６０℃のＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に直接浸漬して処理した場合との比較を行った。この結果、ＳＯＣｌ2 溶液により処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した後に得られる単層カーボンナノチューブの体積は、ＳＯＣｌ2 溶液による処理を行わずに直接ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した後に得られる単層カーボンナノチューブの体積に比べて約３倍であった。これは、ＳＯＣｌ2 溶液により処理してからＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理することにより、単層カーボンナノチューブのバンドルが十分に剥離してバンドルの直径が減少したためである（非特許文献１０）。単層カーボンナノチューブのバンドルの剥離により、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液中の単層カーボンナノチューブ全体の表面積が増加した結果、酸性化した単層カーボンナノチューブとＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液との接触面積が増加し、反応速度が速くなったと考えられる。酸性化した単層カーボンナノチューブをＳＯＣｌ2 溶液により処理してから、透明容器に入れられた９０℃のＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した場合には、単層カーボンナノチューブはＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液の全体に存在した。酸性化した単層カーボンナノチューブをＳＯＣｌ2 溶液により処理した後に行うＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理温度が高い程、酸性化した単層カーボンナノチューブとＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液との接触面積が増加し、反応速度がより速くなることが明らかである。また、酸性化した単層カーボンナノチューブを直接ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した場合には、透明容器中の上清の色が濃い黄色に変わったのに対し、酸性化した単層カーボンナノチューブをＳＯＣｌ2 溶液により処理してから６０℃のＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液に浸漬して処理した場合には、透明容器中の上清の色は変わらなかった。その理由は、ＳＯＣｌ2 溶液による前処理により単層カーボンナノチューブとＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液との反応速度が速くなり、中間生成物の発生を防止することができるためである。
【００３４】
次に、実施例１、２により製造された単層カーボンナノチューブの評価を行った結果について説明する。
以下においては、２．６ＭのＨＮＯ3 中において１４０℃で４８時間還流することにより酸性化した直後の単層カーボンナノチューブを「酸性化直後の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）」という。また、実施例１の処理を行った単層カーボンナノチューブ、すなわち、２．６ＭのＨＮＯ3 中において１４０℃で４８時間還流することにより酸性化した単層カーボンナノチューブをＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した単層カーボンナノチューブを「試料１」という。また、実施例２の処理を行った単層カーボンナノチューブ、すなわち、２．６ＭのＨＮＯ3 中において１４０℃で４８時間還流することにより酸性化した単層カーボンナノチューブをＳＯＣｌ2 溶液により処理した後にＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により処理した単層カーボンナノチューブを「試料２」という。
【００３５】
図１〜図３に、それぞれ酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像を示す。図１〜図３より、酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは不純物（アモルファスカーボン、多層カーボンナノチューブ、グラファイトナノ粒子、金属不純物など）が観察されるのに対し、試料１および試料２では、不純物はほとんど観察されない。このことから、酸性化直後の単層カーボンナノチューブに含まれていた不純物は、実施例１、２の処理によりほとんど除去されたものと考えられる。また、試料１および試料２のいずれも、酸性化直後の単層カーボンナノチューブと比べて単層カーボンナノチューブの長さがほとんど変化していないことが分かる。これは、実施例１、２の処理が、穏やかな化学的性質を有するＮＨ2 ＣＯＮＨ2 を用い、温度も低い穏やかな条件で行われ、単層カーボンナノチューブが切断されないことを意味する。
【００３６】
表１に、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２の元素分析をエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）により行った結果を示す。
【表１】
2011051887.tif 000003
表１より、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２のいずれも、炭素（Ｃ）の組成（モル％）と酸素（Ｏ）の組成（モル％）との和は１００モル％であり、炭素および酸素以外の元素は検出されなかった。これは、実施例１、２の処理に用いたＮＨ2 ＣＯＮＨ2 およびＳＯＣｌ2 とも、単層カーボンナノチューブと共有結合も非共有結合もしておらず、単層カーボンナノチューブの表面に吸着しないことを意味する。これらのＮＨ2 ＣＯＮＨ2 およびＳＯＣｌ2 は、ろ過の過程で完全に洗浄除去された。炭素の組成は、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２でそれぞれ９５．８３モル％、９８．３８モル％、９８．７０モル％であった。また、酸素の組成は、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２でそれぞれ４．１７モル％、１．６２モル％、１．３０モル％であった。ここで、酸素は、酸性化した後の単層カーボンナノチューブの側壁に結合したカルボキシ基に由来するものである。実施例１、２の処理を行った試料１および試料２の酸素の組成は、酸性化直後の単層カーボンナノチューブに比べて大幅に減少しており、これは試料１および試料２ではカルボキシ基が大幅に減少していることを意味することから、試料１および試料２では欠陥が大幅に減少していることが分かる。試料２の酸素量は試料１の酸素量より少ないことから、ＳＯＣｌ2 は酸性化した後の単層カーボンナノチューブの側壁に結合したカルボキシ基をより減少させる効果があることを示す。
【００３７】
酸性化直後の単層カーボンナノチューブと試料１、２の単層カーボンナノチューブとの相違を解析するためにラマン分光を行った。ラマン分光は、単層カーボンナノチューブの欠陥の検出に有効な方法である。具体的には、単層カーボンナノチューブのラマンスペクトルを、励起波長６３３ｎｍのＲｅｎｉｓｈａｗ  Ｍｉｃｒｏ  Ｒａｍａｎ分光計（ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて記録した。
【００３８】
得られたラマンスペクトルを図４に示す。図４において、曲線（ａ）は酸性化直後の単層カーボンナノチューブのラマンスペクトル、曲線（ｂ）は試料１のラマンスペクトル、曲線（ｃ）は試料２のラマンスペクトルである。単層カーボンナノチューブの典型的なラマンスペクトルには二つの主な領域がある。これらの領域は、乱れたグラファイトおよび共役系の破壊の程度に対応する１３３０ｃｍ-1付近のＤバンド、および、タンジェンシャル（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）炭素−炭素（Ｃ−Ｃ）結合伸縮振動に対応する１５９０ｃｍ-1付近のＧバンドである。Ｇバンドの強度ＩG に対するＤバンドの強度ＩD の比（ＩD ／ＩG ）は側壁共有結合のずれ、あるいは欠陥の導入の尺度として広く用いられている（非特許文献８）。酸性化直後の単層カーボンナノチューブのＩD の存在は、強酸である硝酸による酸化により単層カーボンナノチューブの側壁に損傷が生じたことによるものである。なお、合成直後の単層カーボンナノチューブのＩD ／ＩG は０．０３であった。
【００３９】
表２に、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２のＩD ／ＩG の値を示す。
【表２】
2011051887.tif 000004
表２より、ＩD ／ＩG は、酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは０．２７１９であるのに対し、試料１では０．０５０、試料２では０．０１０と大幅に減少している。このことから、実施例１、２の処理を行った試料１、２では、単層カーボンナノチューブにはほとんど欠陥がなく、酸性化直後の単層カーボンナノチューブに存在する、欠陥のあるグラファイト構造がほぼ完全に修復されたと考えることができる。また、試料１に比べて試料２の方がＩD ／ＩG の減少幅が大きいことは、ＳＯＣｌ2 が、欠陥のある単層カーボンナノチューブの欠陥の修復を助けるのに有効なものであることを示している。このラマン分光の結果は上述の元素分析の結果と一致するものである。
【００４０】
実施例１、２において、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による単層カーボンナノチューブの処理の温度が単層カーボンナノチューブの欠陥の修復に及ぼす影響を調べた。そのために、処理温度を２５℃、６０℃および９０℃に変えて処理を行った。処理時間はいずれも８日間である。その結果を表３に示す。試料１（９０℃）、試料１（６０℃）および試料１（２５℃）はそれぞれ実施例１においてＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による単層カーボンナノチューブの処理を９０℃、６０℃および２５℃で行った試料である。また、試料２（９０℃）、試料２（６０℃）および試料２（２５℃）はそれぞれ実施例２においてＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による単層カーボンナノチューブの処理を９０℃、６０℃および２５℃で行った試料である。
【表３】
2011051887.tif 000005
表３に示すように、試料１の場合、ＩD ／ＩG は酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは０．２７１９であるのに対し、試料１（２５℃）では０．２３１２、試料１（６０℃）では０．１９５２、試料１（９０℃）では０．０５６７と大幅に減少している。また、試料２の場合、ＩD ／ＩG は酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは０．２７１９であるのに対し、試料２（２５℃）では０．１２５６、試料２（６０℃）では０．０２０５、試料２（９０℃）では０．０１００と大幅に減少している。このことから、処理温度が高いほど欠陥の修復効果が高くなることが分かる。また、同一処理温度で比べると試料１に比べて試料２の方がＩD ／ＩG がずっと小さいことが分かる。これは、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理の前に、ＳＯＣｌ2 溶液による処理を行うことにより単層カーボンナノチューブの欠陥の修復効果が高くなることによる。あるいは、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理の前に、ＳＯＣｌ2 溶液による処理を行うことにより、同一の値のＩD ／ＩG を得るために必要な、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理の温度の大幅な低温化を図ることができる。
【００４１】
実施例２において、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による単層カーボンナノチューブの処理の時間が単層カーボンナノチューブの欠陥の修復に及ぼす影響を調べた。そのために、処理時間を２日、４日、６日および８日に変えて処理を行った。処理温度はいずれも９０℃である。その結果を表４に示す。試料２（２日）、試料２（４日）、試料２（６日）および試料２（８日）はそれぞれ実施例２においてＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による単層カーボンナノチューブの処理を２日、４日、６日および８日行った試料である。
【表４】
2011051887.tif 000006
表４に示すように、ＩD ／ＩG は酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは０．２７１９であるのに対し、試料２（２日）では０．１３８７、試料２（４日）では０．０５９８、試料２（６日）では０．０１９４と大幅に減少し、試料２（８日）では０．０１００とほぼゼロに減少している。このことから、処理時間が長いほど欠陥の修復効果が高くなることが分かる。
【００４２】
酸性化直後の単層カーボンナノチューブおよび試料２の単層カーボンナノチューブの品質を、示差熱−熱重量同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ）によって評価した。図５に酸性化直後の単層カーボンナノチューブの熱重量測定（ＴＧ）および示差熱分析（ＤＴＡ）の結果を示す。また、図６に試料２（９０℃）のＴＧおよびＤＴＡの結果を示す。このＴＧ−ＤＴＡ測定は以下の条件で行われる。得られた試料の約１０ｍｇを５℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱する。雰囲気として空気を用いる。参照用として空の白金パンを用いる。
【００４３】
図５および図６より、酸性化直後の単層カーボンナノチューブでは温度Ｔ＝３８０℃で酸化が始まるのに対し、ＳＯＣｌ2 溶液により処理した試料２（９０℃）ではＴ＝４８５℃で酸化が始まる。このことから、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理の前にＳＯＣｌ2 溶液による処理を行うことにより、単層カーボンナノチューブは酸化されにくくなることが分かる。これは、試料２（９０℃）では、単層カーボンナノチューブの側壁の欠陥の修復がより完全に行われていることを意味する。
【００４４】
フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）法により酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２の評価を行った。ＦＴ−ＩＲはＦＴＩＲ分光計（ＦＴＩＲ、Ｂｉｏ−Ｒａｄ  ＦＴＳ−１８５）を用いて行った。図７は得られたＦＴＩＲスペクトルを示す。ただし、このＦＴＩＲスペクトルの強度は同じＩG が得られるように正規化されている。酸性化直後の単層カーボンナノチューブのＦＴＩＲスペクトルにおけるピークの振動数を表５に示す（非特許文献５、１２）。
【表５】
2011051887.tif 000007
Ｈが結合したＣ＝Ｏの伸縮振動およびＣ＝Ｏの伸縮振動は明らかにカルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に由来し、単層カーボンナノチューブの酸性化に用いたＨＮＯ3 による化学的酸化によるものである。図７から分かるように、試料１および試料２では、Ｈが結合したＣ＝Ｏの伸縮振動およびＣ＝Ｏの伸縮振動に対応するピークが存在しないため、Ｃ＝Ｏが存在しないと考えられる。このように実施例１、２による処理後にＣ＝Ｏ基が存在しないことは、試料１および試料２ではＣ＝ＯがＮＨ2 ＣＯＮＨ2 により還元されたことを意味する。この結果はＥＤＳ分析およびラマン分光の結果と一致する。また、図７より、試料１および試料２に他のピークは観察されない。これは、酸性化直後の単層カーボンナノチューブに結合したカルボキシ基が単層カーボンナノチューブから除去されていることを示し、他の有機基に変換されていないことを示す。
【００４５】
ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理後の試料１および試料２の単層カーボンナノチューブの完全さを評価するために、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２を１重量％のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）溶液に分散させ、１時間ホーン超音波処理を行った後、遠心分離（１３０００回転、３０分間）を二回行った。波長５５０ｎｍにおけるＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ（紫外−可視−近赤外）吸光度の測定により、酸性化直後の単層カーボンナノチューブ、試料１および試料２の値が、それぞれ０．３１、０．１２および０．１０であることが分かった。この結果は、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理後の単層カーボンナノチューブでは、単層カーボンナノチューブ濃度が３倍以上減少していること、言い換えればＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理後の試料１および試料２の単層カーボンナノチューブの分散が困難であることを示す。これは、試料１および試料２の単層カーボンナノチューブの欠陥の減少によるものであることは明らかである。アンモニアガス中において１０００℃で単層カーボンナノチューブを処理することにより、欠陥のある単層カーボンナノチューブの構造を修復した際にも分散性の低下を確認している（非特許文献８および９）。試料２の単層カーボンナノチューブの濃度は試料１の単層カーボンナノチューブの濃度よりも低いが、このことにより、ＳＯＣｌ2 溶液による前処理が単層カーボンナノチューブの欠陥の減少を助けることを改めて確認することができる。
【００４６】
上述のように、実施例１、２では、酸性化した単層カーボンナノチューブに発生した欠陥がアミノ基（−ＮＨ2 ）により修復される。このように実施例１、２の処理により単層カーボンナノチューブの欠陥が減少するメカニズムは未だ完全には解明されていないが、次のようなメカニズムが考えられる。
【００４７】
図９はＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液によるカルボキシ基の還元に対する簡単で可能性の高い反応経路を示す。周知のように、カルボン酸は、加熱下ではＮＨ2 ＣＯＮＨ2 と反応して酸アミドを生成する。酸性化した単層カーボンナノチューブとＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液との反応ではまず、中間生成物としてＳＷＮＴ−ＣＯＮＨ2 が生成される。この酸アミドの存在は、先に述べた上清の色の変化を説明する。それは、芳香族アミンは着色しているためである。ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により９０℃で処理された、酸性化した単層カーボンナノチューブの色は、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液により６０℃で処理された試料よりも、はるかに透明であった。これはおそらく、さらなる反応を介して、より高い温度でのＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液による処理がＳＷＮＴ−ＣＯＮＨ2 の分解を加速するためであると考えられる。この種の中間生成物は、リンスおよび乾燥を行った後に窒素元素が検出されないため、不安定であると考えられる。
【００４８】
有機基を脱着し、完全な構造の単層カーボンナノチューブを得るためのアンモニア基によるＳＷＮＴ−ＣＯＮＨ2 のさらなる還元は、周知のファートン（Ｗｈａｒｔｏｎ）反応（非特許文献１３）の形で起きる。すなわち、中間副生成物のケトン基がまず、ＮＨ2 ＣＯＮＨ2 溶液の加水分解の過程で生成されるアンモニア基により還元される。新たな中間副生成物は分解し、窒素（Ｎ2 ）ガスを放出し、最終的な単層カーボンナノチューブが生成される。この場合、ＳＯＣｌ2 は、カルボキシ基を活性化し、酸とアミドとの間の反応を加速するだけでなく、反応速度を速くすることができる。
【００４９】
〈３．第３の実施の形態〉
［カーボンナノチューブ膜およびその製造方法］
第３の実施の形態においては、第１の実施の形態または第２の実施の形態により製造されたカーボンナノチューブを用いてカーボンナノチューブ膜を製造する。
すなわち、第３の実施の形態においては、まず、第１の実施の形態または第２の実施の形態により製造されたカーボンナノチューブを用いて、従来公知の方法により、図示省略した基板上にカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ膜を製造する。具体的には、カーボンナノチューブ膜を製造するための方法としては、溶媒の滴下キャスティング法、スピンコート法、エアーブラッシング法、ディップキャスティング法、ラングミュア−ブロジェット法、ろ過法などを用いることができる。
【００５０】
カーボンナノチューブ膜の製造に際しては、典型的には、カーボンナノチューブを相互に分離し、液体中に良く分散させるために界面活性剤を用いたカーボンナノチューブ分散液が用いられる。界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などを用いることができるが、中でも陰イオン界面活性剤が好ましい。陰イオン界面活性剤は、例えば、硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）、ドデシルスルホン酸ナトリウム（ＳＤＳＡ）などである。
【００５１】
カーボンナノチューブ膜を形成する基板は種々のものであってよく、必要に応じて選択することができる。具体的には、基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板（特に、表面に酸化膜（ＳｉＯ2 膜）を形成したもの）などを用いることができるが、フレキシブルな基板としては各種のプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネートなどからなるものを用いることができるが、これに限定されるものではない。透明プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレートなどからなるものを用いることができる。
【００５２】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態または第２の実施の形態により製造される特性の良好なカーボンナノチューブを用いて特性の良好なカーボンナノチューブ膜を製造することができる。このカーボンナノチューブ膜は、例えば、導電膜または透明導電膜として用いることができる。この導電膜または透明導電膜のシート抵抗値を従来に比べて４割以上減少させることができる。この導電膜または透明導電膜は、例えば、各種の電子装置の薄膜電極または透明電極に用いることができ、これによって高性能の電子装置を実現することができる。
【００５３】
以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、原料、装置、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、原料、装置、プロセスなどを用いてもよい。
【図１】
2011051887.tif 000008
【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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【図８】
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【図９】
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