(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜蒸着技術に関する。特に、本発明は、高アスペクト比分子構造を含む膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、特有の電気、光学、熱および機械特性を有し、これらの特性により、多くの用途について有望な材料となる。これらの用途におけるカーボンナノチューブの使用に関する問題は、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノバッド（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）、セルロース繊維、ナノワイヤ、ナノドッロなどの他の高アスペクト比分子（ＨＡＲＭ）構造を含む独立した（自立）膜の製造および処理が、従来技術の方法では非常に課題を有することである。ＨＡＲＭ構造の自立膜は、固体基板（その基板の上にＨＡＲＭ構造の膜（またはネットワーク）が存在する）によって引き起こされるデバイスの操作に対する有害作用を減少させるために種々の電気および機械デバイスの用途に必要とされる。
【０００３】
カーボンナノチューブを含む自立膜を製造するための公知の方法は、基板上に「フォレスト（ｆｏｒｅｓｔ）」としてＣＮＴを真っ直ぐ成長させ、次いで、個々のＣＮＴが互いに接触して、バッキーペーパーと呼ばれる機械的に強力な自立ナノチューブシートを形成するように表面からそれらのナノチューブの膜を引き出すことである。この方法の例は、科学出版物の非特許文献１に開示されている。バッキーペーパーシートの別の製造技術は、しばしば、「ドミノ押し形成（ｄｏｍｉｎｏ  ｐｕｓｈｉｎｇ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）」と称され、非常に薄い微多孔膜がＣＮＴアレイの上部に配置され、次いで鋼製のシリンダが、サンプルにわたってゆっくりと押し込まれる。これは、同じ方向にわたってＣＮＴ全てをノックし、それらを膜とシリコン基板との間で平らにする。次に、膜およびバッキーペーパーはシリコン基板を剥がされて、膜が除去され、高度に整列した自立バッキーペーパーを生じる（非特許文献２）。
【０００４】
自立バッキーペーパーシートの欠点は、ナノチューブ分子がシートに配列されることであり、バッキーペーパー材料を異なる電気デバイスまたは他の用途に適用する可能性を制限する。さらに、バッキーペーパーのドミノ押しまたは引き抜き形成機構に起因して、公知の合成方法を用いて、非常に薄く、非常に透過性があり、均質な層のバッキーペーパーを合成することは難しい。さらに、単一の壁のあるＣＮＴの自立バッキーペーパーの製造はさらに難しい処理である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃａｒｂｏｎ，ｖｏｌ．４５，２００７年，ｐｐ．２８８０−２８８８
【非特許文献２】Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １９，２００８年，０７５６０９，ｐｐ．１−６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高アスペクト比分子構造を含む新しいタイプの構造およびそれらの構造を製造するための方法を提供することによって、従来技術の上述の技術的問題を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る製造物は独立請求項１に示される製造物により特徴付けられる。
【０００８】
本発明に係る方法は独立請求項４に示される方法により特徴付けられる。
【０００９】
本発明に係る使用は請求項１０に示される使用により特徴付けられる。
【００１０】
本発明による構造は高アスペクト比分子構造（ＨＡＲＭ構造）を含み、その構造は、ＨＡＲＭ構造の実質的に平面なネットワーク、およびネットワークと接触する支持体を含む。支持体はその中に開口部を有し、その開口部の周辺領域において、ネットワークが支持体と接触するので、ネットワークの中央部分は支持体に支持されない。ネットワークは、実質的にランダムに配向されたＨＡＲＭ構造を含む。
【００１１】
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本発明による方法は、
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。
【００１２】
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本発明による方法は、
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。
【００１３】
レーザまたは光パルス整形器において、本発明による構造は、基板によって引き起こされるデバイスの動作に対するマイナス効果を取り除くことができる。マイナス効果は、例えば、光吸収および基板のインターフェースからの反射であり得る。この構造はまた、基板によって引き起こされる場合がある熱伝導制限（この制限は、例えば光学素子における可飽和吸収体においてＨＡＲＭネットワークの性能を低下させ得る）を取り除くことができる。
【００１４】
粒子またはガスフィルタなどの機械的フィルタリング適用において、本発明による構造は優れた機能性の利点を与える。フィルタスクリーン、すなわちＨＡＲＭ構造のネットワークは、その合成プロセスの間に機能化されて、機能、例えば抗菌性のグループを高アスペクト比分子に組み込むことができる。フィルタスクリーンはまた、例えば抵抗により容易に加熱されて、フィルタリングプロセスの後にスクリーンを洗浄および／または滅菌することができる。ラウドスピーカにおいて、本発明による構造は、高速な応答時間、およびそれによる、改良された熱散逸の結果として広帯域幅動作を可能にする。
【００１５】
センサ適用において、本発明による構造におけるＨＡＲＭ構造のネットワークは、センサのセンシング部分として、センシング面、広いセンシング表面積および優れた感度に対する高速なアクセスを提供する。
【００１６】
本発明の構造および方法は、驚くべきことに、実質的に平面のネットワークの側から部分的に支持されるが、ネットワークの中央部分は支持されない（すなわち自立）、ＨＡＲＭ構造のネットワークを提供する。従って、この構造におけるＨＡＲＭネットワーク（ＨＡＲＭ構造のネットワーク）は、「半自立（ｓｅｍｉ  ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ）」とみなされる。
【００１７】
「半自立」ネットワークおよびそれに関連する製造方法は、いくつかの利点を与える。「半自立」ネットワークは、支持体上で容易に操作および／または保存され得る。その製造方法および「半自立」構造は、ＨＡＲＭ構造を含む材料の非常に薄く、非常に透過的なネットワークに適切である。「半自立」ネットワークはまた、種々のデバイス構造にネットワークを容易に組み込むことができる。本発明による構造の製造は、例えば、支持体の表面エネルギーが準備基板の表面エネルギーより高いように、支持体および準備基板を適切に選択することによって具現化され得る。これは、ネットワークの正味の引力を準備基板から支持体に生じさせるために使用され得る。
【００１８】
本発明の一実施形態において、ネットワークは、実質的にランダムに配向されたＨＡＲＭ構造を含む。本発明の方法は、個々の高アスペクト比分子、例えばＣＮＴまたは均一に単一の壁のあるＣＮＴがランダムに配向され得る、ＨＡＲＭ構造の「半自立」ネットワークの製造を可能にする。これは、例えば、ＣＮＴが実質的に整列しているバッキーペーパーと対照的である。個々の分子のランダムな配向は、例えば、ＨＡＲＭ構造のネットワークの特性に対する多くの有益な効果を有する。それらの効果としては、限定されないが、高い電気伝導性および熱伝導性、等方性の電気伝導性および熱伝導性、優れた機械安定性および耐久性、厚さおよび多孔性の高い均一性、大きな表面積および化学反応性、優れた固体、熱、電気、光学および流体の機械的等方性、ならびに上述の特性にわたる優れた制御が挙げられる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、支持体は実質的に平面なスライドであり、開口部は、そのスライドの中央部分におけるホールである。支持体のこの形状は、支持体上の準備基板からのＨＡＲＭネットワークの簡単な移動に適切である。さらに、例えば、ポリマーまたはガラスの薄いスライドの中央部分から一部を除去することによって、この形状で支持体を製造することが容易である。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、ネットワークは、カーボンナノチューブ分子およびカーボンナノバッド分子の群から選択される実質的にランダムに配向されたＨＡＲＭ構造を含む。例えば、それらの高い機械的強度に起因して、ＣＮＴは、それ自体、本発明の「半自立」ネットワークの製造に十分に役立つ。ＣＮＴのネットワークはまた、ＣＮＴのネットワークが、例えば、製造技術、電子工学、光学、濾過および精製、音響学、材料技術およびさらにバイオテクノロジーの分野における適用のために特に適切である、多くの重要な特性を有する。そのような特性としては、高アスペクト比、小口径、高い機械的強度、ならびに高い熱伝導性および電気伝導性が挙げられる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、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は、支持体に近接している準備基板上にネットワークを堆積させる工程を含む。
【００２２】
本発明の一実施形態において、本発明による方法は、支持体上のネットワークをガス流に入れる工程であって、それにより、ネットワークを修飾するために、ガスが、ネットワークを通して、および支持体における開口部を通して誘導される、工程を含む。本発明による部分的（または半）自立構造は、支持体上のネットワークがガス流に入れられ得、処理ガスが、ネットワークを通して、および支持体における開口部を通して容易に誘導され得る場合、それ自体、気相処理および修飾に十分に役立つ。
【００２３】
本発明の一実施形態において、本発明による方法は、支持体上のネットワークに液体をつける工程であって、それにより、液体がネットワークを覆うように広がる、工程を含む。これは、例えば、ネットワークの機械、光、熱または電気特性を修飾または改良するために使用され得る。
【００２４】
本発明の別の実施形態において、液体は、溶質が溶解されている溶媒である。
【００２５】
本発明のさらに別の実施形態において、本発明による方法は、
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。
【００２６】
以下に記載する本発明の実施形態は、互いにいずれかの組み合わせで使用されてもよい。いくつかの実施形態が、本発明のさらなる実施形態を形成するために一緒に組み合わされてもよい。本発明に関する、製造物、方法または使用は、以下に記載する本発明の実施形態の少なくとも１つを含み得る。
【００２７】
以下において、本発明を添付の図面を参照して例示的な実施形態とともにより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】図１ａは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図１ａ〜１ｄの第１の図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図１ａ〜１ｄの第２の図である。
【図１ｃ】図１ｃは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図１ａ〜１ｄの第３の図である。
【図１ｄ】図１ｄは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図１ａ〜１ｄの第４の図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図２ａ〜２ｄの第１の図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図２ａ〜２ｄの第２の図である。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図２ａ〜２ｄの第３の図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図３ａ〜３ｃの第１の図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図３ａ〜３ｃの第２の図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の一実施形態による製造物の製造を概略的に示す、一連の図３ａ〜３ｃの第３の図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、自立ＣＮＴ膜からなるラウドスピーカの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
簡略化のために、以下の例示的な実施形態において、反復する構成要素の場合、項目番号は同じにする。
【００３０】
図１ａ〜１ｄは、本発明の一実施形態による製造物の製造手順を概略的に示す、一連の図である。各々の図の左側の図は、平面の準備基板１の表面に垂直な方向における構造の断面図である。各々の図の右側の図は、構造の上面図である。対応する方法のフローチャート図を図４に示す。
【００３１】
図１ａおよび１ｂにおいて、実質的にランダムに配向されたＣＮＴのネットワーク２（この実施形態および以下の本発明の実施形態において、ＣＮＴ以外のＨＡＲＭ構造を含むネットワーク２もまた、考慮されてもよい）は、準備基板１に堆積される（図４における工程Ｓ１）。図１Ｃにおいて、中央に円形開口部（ホール）５を有するスライド状の平面支持体３が、ＣＮＴ−ネットワーク２とごく近接しており、そのＣＮＴ−ネットワーク２に対してプレスされる（図４における工程Ｓ２およびＳ３）。ネットワーク２（または開口部５）の周辺領域４は、支持体３（またはネットワーク２）と接触しており、ネットワーク２は、スライド状の支持体３における開口部５を覆っている。最終的に、図１ｄにおいて、準備基板１は、ＣＮＴ−ネットワーク２との接触から除去される（図４における工程Ｓ４）。この工程は、準備基板１より支持体３に対するネットワーク２のより強い接着によって可能となり、準備基板１と比べて支持体３のより高い表面エネルギーを生じる。準備基板１の表面エネルギーと支持体３の表面エネルギーとの差異により、ネットワーク２を破裂させる危険性を有さずに、容易に構造から準備基板１の除去が可能となる。また、例えば静電気力、求心力、接着力またはドラッグによって引き起こされる引力が、ネットワーク２を、準備基板１から支持体３に引き付けるために使用されてもよい。
【００３２】
図２ａ〜２ｃは、本発明の一実施形態による製造物の製造手順を概略的に示す、一連の図である。各々の図の左側の図は、平面の準備基板１の表面に垂直な方向における構造の断面図である。各々の図の右側の図は、構造の上面図である。
【００３３】
図２ａおよび２ｂにおいて、実質的にランダムに配向されたＣＮＴのネットワーク２は準備基板１に堆積され、この実施形態において、準備基板１は堆積前に支持体３に近接しているか、または支持体３と接触している。ネットワーク２は、準備基板１および支持体３の開口部５に堆積される。これは、選択的堆積プロセスまたは一般的なパターニング技術を用いる、堆積後のネットワーク２のパターニングによって達成され得る。ネットワーク２の選択的堆積は、例えば、支持体３および準備基板１の材料を適切に選択することによって達成され得る。準備基板１は、例えば、ガスが流れることを可能にする多孔性材料であってもよく、一方、支持体３は中実の無孔性材料であってもよい。次いで、ＣＮＴを含むネットワーク２は、多孔性準備基板１を通してＣＮＴを含むガス流を誘導することによって気相から開口部５に選択的に堆積され得るが、一方、ＣＮＴの堆積は、ＣＮＴ分子が支持体によって流れるだけであるので、無孔性支持体では生じない。この実施形態において、ネットワーク２（または開口部５）の周辺領域４は、支持体３（またはネットワーク２）と接触し、ネットワーク２は、開口部５の周辺領域４（図２ｂおよび図２ｃを参照のこと）を形成する垂直側壁に接着する。従って、ネットワーク２は支持体３における開口部５を覆う。図２ｃの半自立ネットワーク２を得るために、準備基板１は、最終的に、構造から容易に除去され得る。これは、周辺基板１より支持体３に対するネットワーク２のより強い接着により可能となり、準備基板１と比べて支持体３のより強い表面エネルギーを生じる。
【００３４】
部分的に、（半）自立膜は、例えば、液体または蒸気形態のエタノールでの緻密化によってさらに修飾されてもよい。半自立膜はまた、液体または蒸気形態の硝酸などの化学的処理を用いて、またはナノ粒子などの粒子のネットワーク２への堆積によって、またはＣＶＤ、ＡＬＤもしくはスパッタリングなどの技術によるネットワーク２上の膜の堆積によって機能化されてもよい。修飾は、例えばネットワーク２をガス流で支持体３に配置し、次いでネットワーク２を通して、および支持体３における開口部５を通してプロセスガスを誘導することによって実施されてもよい。
【００３５】
上述の修飾（処理）は、例えば、ネットワーク２の吸収効率、透過性、反射性、熱または電気伝導性、機械的強度、柔軟性または弾性、あるいは化学活性を変化させるために使用されてもよい。適切な処理を用いて、半自立膜は、例えば、レーザまたは光パルス整形器における光学素子、自立サーマルオーディオラウドスピーカ、エアロゾル粒子またはガスフィルタ、圧力、流量、粒子またはガスセンサ、あるいは受信器またはアンテナとして使用されてもよい。
【００３６】
さらに、半自立膜構造は、直接的な堆積が困難である表面を有する第３の基板６に堆積を作製するために使用されてもよい。それらの表面は、例えば、低い表面エネルギー（例えば、準備基板１より低い）、または粗面形態を有する表面であってもよい。これらの表面上の堆積は、まず半自立構造を生成し、次いでネットワーク２を第３の基板６にごく近接して配置することにより、膜が第３の基板６に引き付けられることによって達成され得る。
【００３７】
実際に、ネットワーク２は、例えば、支持体３上のネットワーク２を第３の基板６に対してプレスし、支持体３の開口部５上に存在するネットワーク２の自立領域を切断することによって、低表面エネルギーを有する第３の基板６に移され得る。上述の第３の基板上への堆積手段は、一連の図３ａ〜３ｃによって概略的に示される。図３ａおよび３ｂは、処理の間の層化構造の断面を概略的に示し、図３ｃは、この処理の最終生成物の概略的な上面図である。図３ｂは、ネットワーク２を第３の基板６に移す前にネットワーク２が切断される方法を示す。ネットワークの切断は、支持体３における開口部５を介して容易に実施され得る。移動後、ネットワーク２の１つ以上の領域は支持体３に残され得る。
【００３８】
部分的に（半）自立構造は、それ自体、気相処理および修飾に十分に役立つ。なぜなら、支持体３上のネットワーク２はガス流に配置され得、プロセスガスが、ネットワーク２を通して、および支持体３における開口部５を通して容易に導入され得るからである。このような方法は、例えば、異種核生成（凝縮）またはネットワーク２上もしくはネットワーク２内への機械的濾過によって二次材料を堆積するために使用され得る。この種の技術はまた、例えば、ナノ粒子およびＨＡＲＭ構造を含む複合ネットワーク２を製造するために使用されてもよい。この場合、ナノ粒子はネットワーク２を通して誘導されるガスから濾過されてもよい。ネットワーク２におけるナノ粒子は、例えば、ネットワーク２の伝導性を増加させるために役立ち得る。抵抗加熱が複合ネットワーク２をさらに修飾するために使用されてもよい。
【実施例】
【００３９】
実施例１
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。
【００４０】
フィルタ面（準備基板１）上の堆積温度を４５℃になるように測定した。ＳＷＣＮＴのネットワーク２の層厚さを、所望のネットワーク厚さに依存して数分から数時間変更し得る、堆積時間により制御した。フィルタ１で収集した堆積は、ランダムな配向を有するＳＷＣＮＴのネットワーク２であった。
【００４１】
その後、物理的圧縮を、ネットワーク２を支持体３に移すために使用した。圧縮は、例えば２つの並行なプレートの間に力を付与することによって達成され得、ここで、ネットワーク２および支持体３を含む準備基板１は、並行なプレートの間に配置される。ネットワーク２は、準備基板１と支持体３との間で圧縮されるので、ネットワーク２（または開口部５）の周辺領域４が支持体３（またはネットワーク２）と接触し、ネットワーク２の中央部分が支持体３における開口部５を覆うように、準備基板１を配置した。
【００４２】
ＳＷＣＮＴネットワーク２を、膜の中央部分に開口部５を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー膜支持体３（Ｄｕｐｏｎｔ  Ｔｅｉｊｉｎ）に移した。適切な柔軟性および表面エネルギーのために、この材料を選択した。
【００４３】
ＣＮＴネットワーク２のＰＥＴ膜支持体３への移動および組み込みのために、ＨＡＲＭ構造（この場合、ＣＮＴ）を最初に準備基板１に堆積させた。圧縮後、準備基板１をＣＮＴネットワーク２との接触から取り除いた。
【００４４】
さらなる処理において、および本発明の別の実施形態によれば、ＣＮＴのネットワーク２は、インターカレーション材料、例えばエタノールによって、準備基板１または支持体３上のいずれかで密度を高くされ得る。
【００４５】
上述の実施例において、準備基板１として作用するフィルタ、支持体３として作用するＰＥＴ膜、および接着ファンデルワールス力の（および表面エネルギーにおける）差を、準備基板１から支持体３の周辺領域４上に、および支持体３の開口部５の上にネットワーク２を移すために使用した。エタノールによる緻密化を、ＳＷＣＮＴネットワーク２を修飾するために使用した。
【００４６】
膜の中央部分に開口部５を有するＰＥＴ膜支持体３を平面に配置した。次いで、ＣＮＴネットワーク２でコーティングした準備基板１を、ＰＥＴ膜支持体３にごく近接して配置し、力を、約５〜１０秒間、ネットワーク２（または開口部５）の周辺領域４においてＰＥＴ支持体に対してネットワーク２をプレスするために付与した。ネットワーク２から準備基板１を除去した後、ＣＮＴネットワーク２は、驚くべきことに、半自立膜としてＰＥＴ膜支持体３の開口部５の上に確実に存在することが見出された。
【００４７】
実施例２
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。
【００４８】
エアロゾルフィルタ
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、
【数１】
0005781946.tif 000002
のように算出し、式中、ＣｉｎおよびＣｏｕｔは、フィルタに侵入し、フィルタから出ていくエアロゾル濃度である。フィルタの品質は、その効率ならびに所定の粒径および圧力降下、Δｐ：
【数２】
0005781946.tif 000003
に基づいて算出した。
【００４９】
フィルタの品質の値が高くなるほど、より良いフィルタであることが示される。
【００５０】
白熱灯
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。
【００５１】
可飽和吸収体
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。
【００５２】
化学センサ
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。
【００５３】
当業者にとって明らかである場合、本発明は上記の例に限定されず、実施形態が、添付の特許請求の範囲の範囲内で自由に変更できる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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