(57)【要約】【課題】炭素クラスターを一様に分散させた炭素クラスター分散液を製造する。【解決手段】炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口１６１から吐出させつつ、液体吐出口１６１の周囲に配置された気体噴射口１６２から噴射させた高速気流により破砕し、破砕直後の流れを流れ阻止体１９０に衝突させて再凝集させることにより、炭素クラスターを一様に分散させた炭素クラスター分散液１２４を製造する。【選択図】図１
2008179507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴とする炭素クラスター分散液の製造方法。
【請求項２】
前記気流が特定元素の気流であることを特徴とする請求項１記載の炭素クラスター分散液の製造方法。
【請求項３】
前記特定元素が水素又は酸素であることを特徴とする請求項２記載の炭素クラスター分散液の製造方法。
【請求項４】
炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴とする炭素クラスター分散液の製造装置。
【請求項５】
前記液体吐出口に対向させて流れ阻止体を設け、前記液体吐出口から吐出され前記気体噴射口から噴射させた気流により破砕された直後の流れを、当該流れ阻止体に衝突させることにより再凝集させるように構成したことを特徴とする請求項４記載の炭素クラスター分散液の製造装置。
【請求項６】
前記気流として特定元素の気流を用いることを特徴とする請求項４又は５記載の炭素クラスター分散液の製造装置。
【請求項７】
前記特定元素が水素又は酸素であることを特徴とする請求項６記載の炭素クラスター分散液の製造装置。
【請求項８】
炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた特定元素の気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、当該特定元素を内包した状態の炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴とする特定元素吸蔵液の製造方法。
【請求項９】
前記特定元素が水素又は酸素であることを特徴とする請求項８の炭素クラスター分散液の製造方法。
【請求項１０】
炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた特定元素の気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、当該特定元素を内包した状態の炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴とする特定元素吸蔵液の製造装置。
【請求項１１】
前記液体吐出口に対向させて流れ阻止体を設け、前記液体吐出口から吐出され前記気体噴射口から噴射させた気流により破砕された直後の流れを、当該流れ阻止体に衝突させることにより再凝集させるように構成したことを特徴とする請求項１０記載の特定元素吸蔵液の製造装置。
【請求項１２】
前記特定元素が水素又は酸素であることを特徴とする請求項１０又は１１の特定元素吸蔵液の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラーレンやカーボンナノチューブといったナノレベルサイズの炭素クラスターを溶媒中に均一に分散させる技術に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ分散用の溶媒としては、水溶性溶媒や有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒が利用できる。たとえば、水、酸性溶液、アルカリ性溶液、アルコール、エーテル、石油エーテル、ベンゼン、酢酸エチル、クロロホルム、イソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン等を使用することができる（特許文献１）。
【０００３】
しかし、未だ、十分にカーボンナチューブを溶媒に分散する方法は確立されていない。これはカーボンナノチューブ相互の凝集力（ファンデルワールス力）によって、束状及び縄状になってしまうためである。また、カーボンナノチューブの原子レベルでの滑らかな表面が溶媒に対する親和性を低下する要因となっている。したがって、カーボンナノチューブの特異で有用な性質にもかかわらず、これを均一に分散したポリマー系ナノコンポジットなどを製造することは極めて困難であり、カーボンナノチューブの各種用途への応用を事実上困難にしている（特許文献２）。
【０００４】
カーボンナノチューブの溶媒に対する分散性を改善する策として、超音波をかけながらカーボンナノチューブをアセトン中に分散させる方法が提案されている（特許文献３）。しかし、超音波を照射している間は分散できても照射が終了するとカーボンナノチューブの凝集が始まり、カーボンナチューブの濃度が高くなると凝集してしまうということが起きてしまう。
【０００５】
カーボンナノチューブに修飾を施すことによって分散させる方法も検討されている。その一例として、電子放出素子と表示装置に用いるカーボン薄膜の製造過程において、電気化学的に酸化および／または還元可能な界面活性剤によりカーボンナノチューブ粒子をミセル化して水性媒体中に分散または可溶化する方法を挙げることができる（特許文献４）。しかし、この方法には、操作が煩雑であったり、効果が充分ではなかったり、化学修飾することにより、カーボンナノチューブの導電性が損なわれたりするといった問題がある。
【０００６】
非イオン系界面活性剤であるＴｅｒｇｉｔｏｌ（商標）ＮＰ７を用いて超音波処理することにより分散性を向上させる方法も提案されているが、カーボンナノチューブの配合量を増加させると、カーボンナノチューブが凝集してしまい、均一な分散が得られない旨報告されている（非特許文献１）。
【０００７】
また、単層ナノチューブを陰イオン性界面活性剤ＳＤＳ水溶液中で超音波処理することにより、カーボンナノチューブ表面の疎水性と界面活性剤の疎水部を吸着させ、外側に親水部を形成して水溶液中に分散することも報告されている（非特許文献２）。しかし、水溶性溶媒であるため、たとえば、ポリマー系ナノコンポジットに応用する際、適用できる高分子は水溶性高分子に限られてしまい、応用範囲に限界がある。同様に、界面活性剤の替わりに水溶性高分子ＰＶＰの疎水部分をカーボンナノチューブの表面につける方法も提案されているが、やはり水溶性高分子であって応用範囲は限られている（非特許文献３）。
【特許文献１】特開２０００−７２４２２号公報
【特許文献２】特開２００５−７５６６１号公報
【特許文献３】特開２０００−８６２１９号公報
【特許文献４】特開２００１−４８５１１号
【非特許文献１】Ｓ．Ｃｕｉ ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｂｏｎ ４１，２００３，７９７−８０９
【非特許文献２】Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ． Ｏ'Ｃｏｎｎｅｌ ｅｔ ａｌ． ＳＣＩＥＮＣＥ ＶＯＬ２９７ ２６ Ｊｕｌｙ ２００２，５９３−５９６
【非特許文献３】Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ． Ｏ'Ｃｏｎｎｅｌ ｅｔ ａｌ． ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１３ Ｊｕｌｙ ２００１， ２６４−２７１。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、炭素クラスターを一様に分散させた炭素クラスター分散液を炭素クラスターの特性を損なうことなく容易に製造することができる製造方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では以下の特徴を有する技術的手段を採用した。
［炭素クラスター分散液の製造方法］
本発明の炭素クラスター分散液の製造方法は、炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴としている。
【００１０】
本発明の炭素クラスター分散液の製造方法において、前記気流は特定元素の気流であることが望ましい。前記特定元素は水素又は酸素であることが望ましい。
［炭素クラスター分散液の製造装置］
本発明の炭素クラスター分散液の製造装置は、炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴としている。
【００１１】
本発明の炭素クラスター分散液の製造装置において、前記液体吐出口に対向させて流れ阻止体が設けられ、前記液体吐出口から吐出され前記気体噴射口から噴射させた気流により破砕された直後の流れを、当該流れ阻止体に衝突させることにより再凝集させるように構成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明の炭素クラスター分散液の製造装置において、前記気流として特定元素の気流を用いることが望ましい。前記特定元素は水素又は酸素であることが望ましい。
［特定元素吸蔵液の製造方法］
本発明の特定元素吸蔵液の製造方法は、炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた特定元素の気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、当該特定元素を内包した状態の炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴としている。
【００１３】
本発明の炭素クラスター分散液の製造方法において、前記特定元素は水素又は酸素であることが望ましい。
［特定元素吸蔵液の製造装置］
本発明の特定元素吸蔵液の製造装置は、炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた特定元素の気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、当該特定元素を内包した状態の炭素クラスターを分散させた溶液を製造することを特徴としている。
【００１４】
本発明の特定元素吸蔵液の製造装置において、前記液体吐出口に対向させて流れ阻止体が設けられ、前記液体吐出口から吐出され前記気体噴射口から噴射させた気流により破砕された直後の流れを、当該流れ阻止体に衝突させることにより再凝集させるように構成されていることが望ましい。
【００１５】
本発明の特定元素吸蔵液の製造装置において、前記特定元素は水素又は酸素であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炭素クラスターと溶媒とを混在させた状態で液体吐出口から吐出させつつその流れを当該液体吐出口の周囲に配置された気体噴射口から噴射させた気流により破砕し、且つ破砕直後に再凝集させることにより、炭素クラスターを分散させた溶液を製造するので、炭素クラスターを一様に分散させた炭素クラスター分散液を炭素クラスターの特性を損なうことなく容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかる炭素クラスター分散液の製造方法を実施するための製造装置の形態例を示すブロック図である。
【００１９】
製造装置１００は、原料供給系１１０と二流体ノズル１６０と流れ阻止体（バッフルボード）１９０を備えている。
【００２０】
原料供給系１１０は、原料槽１１１を備えている。原料槽１１１は、密閉可能な耐圧容器であり、炭素クラスター（カーボンナノチューブ及び／又はフラーレン）と溶媒とを所定の割合で混在させた原料液１１２を注入した後に密閉される。原料槽１１１内の底部には、原料液１１２を撹拌する回転翼を備えた撹拌装置１１３が設けられている。
【００２１】
原料槽１１１には、その側壁を貫通して原料給送管１２１が接続されている。原料給送管１２１の入口１２１ｉは原料槽１１１の内底面付近に配置されている。原料給送管１２１の入口１２１ｉにはストレーナ１２２が取付けられている。
【００２２】
原料給送管１２１の出口１２１ｏは、二流体ノズル１６０の液体供給口１５１に接続されている。原料給送管１２１の中間部には、流量調節のための電磁可変絞り弁１２３が介設されている。
【００２３】
また、原料槽１１１には、その天井壁を貫通して圧力配管１３１が接続されている。圧力配管１３１の出口１３１ｏは、原料槽１１１の天井面付近に配置されている。
【００２４】
圧力配管１３１は、原料槽１１１の内部の上部空間（原料液１１２の上方に存在する空間）に圧縮気体を導入するための配管である。圧力配管１３１の最上流端は、分岐管１３２を介してコンプレッサ１３３の圧縮気体排出口に接続されている。圧力配管１３１の途中には電磁弁１３４が介設されるととともに、原料槽１１１の上部空間の内部の気圧を検出するための気圧センサ１３５が設けられている。
【００２５】
二流体ノズル１６０の気体供給口１５２には気体供給間１３６が接続されている。気体供給間１３６の最上流端は分岐管１３２を介してコンプレッサ１３３の排気口に接続されている。すなわち、分岐管１３２は出口が２つに分岐しており、分岐管１３２の一方の出口に圧力配管１３１が、もう一方の出口に気体供給間１３６が、それぞれ接続されている。気体供給間１３６の途中には、上流側から下流側に向って順に、電磁弁１３７、気圧センサ１３８、圧縮気体リザーバ１３９および圧力調節弁１４０が設けられている。気圧センサ１３８は、圧縮気体リザーバ１３９内の気圧を検出するためのセンサである。
【００２６】
コンプレッサ１３３は圧縮気体を発生させるためのものである。コンプレッサ１３３から吐出された圧縮気体は、分岐管１３２を経て圧力配管１３１および気体供給間１３６に分配される。気体供給間１３６は二流体ノズル１６０に圧縮気体を導入するための配管である。気体供給間１３６に供給された圧縮気体は、圧縮気体リザーバ１３９に蓄えられ、所定の圧力に調整されて二流体ノズル１６０に導入される。
【００２７】
二流体ノズル１６０の先端部分には液体供給口１５１に連通している液体吐出口１６１と、気体供給口１５２に連通している気体噴射口１６２とが設けられている。気体噴射口１６２は液体吐出口１６１の周囲に形成されている。
【００２８】
二流体ノズル１６０の下方近傍には、ステンレス鋼製の流れ阻止体１９０が設けられている。流れ阻止体１９０は、上方に縮径した円錐形状の部材であり、その先端（上端）が二流体ノズル１６０の液体吐出口１６１に対向している。二流体ノズル１６０と流れ阻止体１９０は、図示しない直円筒体内に共に収容され、その直円筒体の内壁に連結されて保持されている。
【００２９】
二流体ノズル１６０の液体供給口１５１に供給された原料液１１２は、炭素クラスターと溶媒とが未だ均一に混合されてない混在状態にて液体吐出口１６１から吐出されるが、二流体ノズル１６０の前方（図においては下方）には気体噴出口１６２から噴出された空気の高速渦流が形成されていて、混在状態で吐出された原料液１１２はこの高速渦流によって微粒子状（霧状）に破砕される。そして、破砕された直後の流れが流れ阻止体１９０に衝突する。その結果、破砕された流れが破砕直後に再凝集し、炭素クラスターと溶媒とが均一に混ざり合った状態の溶液１２４が生成される。そして、流れ阻止体１９０上で再凝集した溶液１２４が流れ阻止体１９０の表面を伝って流下し、流れ阻止体１９０の下端から流れ落ちた溶液１２４が製品容器１２５内に溜まる。
【００３０】
つぎに、図２および図３を参照して二流体ノズル１６０の構造について説明する。図２（ａ）はノズルの平面図、図２（ｂ）はノズルの断面図、図３はノズルの正面図である。
【００３１】
二流体ノズル１６０は、略円筒状の中空のケーシング１６０Ａの内部に略円筒状の中子１６０Ｂを挿入してねじ込んだ構造になっている。ケーシング１６０Ａはステンレス鋼や黄銅などの金属材料を機械加工して作製されており、その先端には二流体ノズル１６０の中心軸線Ａと中心が一致した横断面が円形である開口孔１６３が形成されていて気体噴射口１６２の外側輪郭を形成している。ケーシング１６０Ａの側面には二流体ノズル１６０の中心軸線Ａに対して垂直な軸線を有するようにして気体供給口１５２が穿設されている。気体供給口１５２の内周面には雌ネジ溝が切られていて気体供給間１４７を螺入して結合できるようになっている。ケーシング１６０Ａの内面における基端部には雌ネジ溝１６６が形成され、そのさらに基端方向の部分にはやや内径の大きくなった段差部１６７が形成されている。またケーシング１６０Ａの先端部における外面には雄ネジ溝１６８が形成されていて、二流体ノズル１６０を取付けるための固定ナット１６９を螺着できるようになっている。
【００３２】
中子１６０Ｂは、前述のケーシング１６０Ａと同一の又は異なる金属材料を機械加工して作製されており、その中心軸線Ａに沿って内部がくり抜かれて中空になっている。また、その外径はケーシング１６０Ａの中空の孔にぴったりと嵌入するような寸法になっていて、長手方向の略中央部付近の外径はやや細く形成されて、ケーシング１６０Ａの内面との間において円環筒状の空間１７０が残されるようになっている。この空間１７０はケーシング１６０Ａに設けられた気体供給口１５２に連通している。中子１６０Ｂの基端部よりもやや手前の外周には雄ネジ溝１７１が切られていて前述の雌ネジ溝１６６と螺合して中子１６０Ｂをケーシング１６０Ａの内部に固定する。また同ネジ溝１７１よりもさらに基端側の部分はやや大径になっていて、前述の段差部１７７との間にてＯ−リングシール１７２を挟持して前述の空間１７０の気密性を確保している。中子１６０Ｂの基端部には液体供給口１５１が形成されている。液体供給口１５１の内周部には雌ネジ溝が切られており、合流管１３５の先端部が螺入して結合されている。中子１６０Ｂの先端部には、液体供給口１５１から内部の中空空間を通って連通した液体吐出口１６１が開口していて、その周囲の略円錐形状の膨大部分はスパイラル形成体１７６を成している。そして、スパイラル形成体１７６の先端面とケーシング１６０Ａの先端の内面との間には渦流室１７７が形成されている。渦流室１７７を構成している中子１６２の先端端面１７８は、前述のケーシング１６０Ａの開口孔１６３との間に隙間を有していて、これが気体噴射口１６２を構成する。
【００３３】
図３に示す二流体ノズル１６０の正面図を参照すると、中心に円形の液体吐出口１６１が配置され、その周囲に環状の気体噴射口１６２が配置されている。この気体噴射口１６２は、ケーシング１６０Ａの内部に配置されてなるスパイラル形成体１７６の円錐面に形成された渦巻状に延在する複数本の旋回溝１７９に連通している。
【００３４】
気体供給口１６４から供給された圧縮気体は、空間１７０を通過して、スパイラル形成体１７６に形成されている断面積の小さい旋回溝１７９を通り抜ける際に圧縮されて高速気流となる。この高速気流は渦流室１７７の内部で渦状の旋回気流となって、絞られた円環状の気体噴射口１６２から噴射されて二流体ノズル１６０の前方に気体の高速渦流を形成する。この渦流はケーシング１６０Ａの先端に近接した前方位置を焦点とするような先細りの円錐形に形成される。
【００３５】
原料槽１１１から送出された未混合の原料液１１２は、原料供給管１２１を通して液体供給口１５１に供給される。液体供給口１５１に供給された未混合の原料液１１２は、中子１６０Ｂの中空部分を通って液体吐出口１６１から吐出される。そして、気体噴射口１６２から噴射された気体の高速渦流によって微粒子に破砕され、渦流の回転に伴って強制的に混合されて、均一に混合された微粒子の混合物として二流体ノズル１６０の前方へ向けて噴霧状に放出される。なお、図示の例では液体吐出口１６１の内径を中子１６０Ｂの中ぐり孔の内径よりも若干小径としているが、目詰まりの虞がある場合には液体吐出口１６１の内径を中ぐり孔の内径と同一の径とすることが望ましい。
【００３６】
製造装置１００は、図４に示す制御装置１８０により制御される。制御装置１８０は、ＭＰＵ１８１と、ＲＯＭ１８２と、ＲＡＭ１８３と、インタフェースユニット１８４と、Ａ／Ｄコンバータ１８５と、駆動ユニット１８６とを内蔵していて、これらはバスライン１８７を介して相互に接続されている。ＲＯＭ１８２にはＭＰＵ１８１が実行するプログラムが格納されている。ＲＡＭ１８３はＭＰＵ１８１がプログラムを実行する際の作業領域等に使用される。インタフェースユニット１８４の出力ポートにはＣＲＴなどの表示装置１８８が接続されており、入力ポートにはキーボードなどの入力装置１８９が接続されている。
【００３７】
Ａ／Ｄコンバータ１８５の入力には、製造装置１００の気圧センサ１３５、１３８が接続されていて、これらのセンサにより検出された空気圧のアナログ値をデジタル値に変換する。そして、デジタル値に変換された空気圧の値はバスライン１８７を経由してＭＰＵ１８１によって読み取られる。
【００３８】
駆動ユニット１８６の出力は、製造装置１００の電磁駆動弁１２３、１３４、１３７および１４０に接続されている。駆動ユニット１８６はＭＰＵ１８１からの指令に従ってこれらの電磁駆動のための電流を調節し、ＯＮ／ＯＦＦ切替する。
【００３９】
製造装置１００を作動させるに際して、オペレータは、原料槽１１１に炭素クラスターと溶媒とを入れて、原料槽１１１の蓋をしっかりと密閉する。その後、入力装置１８９から混合開始を指令する。この指令を受けると、ＭＰＵ１８１は駆動ユニット１８６に指令を発して電磁弁１３４を開くと共に、気圧センサ１３５の出力をＡ／Ｄコンバータ１８５を介して監視して、コンプレッサ１３３からの圧縮気体が原料槽１１１の上部空間に充満して所定の圧力に達するまで待つ。この初期状態においては、製造装置１００の他の電磁弁は閉鎖されている。原料槽１１１の気圧センサ１３５によって同タンク内部が所定の空気圧にまで昇圧したことが確認されると、ＭＰＵ１８１は電磁弁１３４を閉鎖する。その後、電磁弁１３７を開く。これにより、圧縮気体リザーバ１３９内に圧縮気体が供給される。
【００４０】
圧縮気体リザーバ１３９の内部圧力が所定の圧力に昇圧したならば、ＭＰＵ１８１は、製造開始（炭素クラスターと溶媒との混合開始）の条件が整ったと判断し、圧力調節弁１４０を開く。すると、圧縮気体リザーバ１３９から二流体ノズル１６０の気体供給口１５２へ圧縮気体が供給され、二流体ノズル１６０の先端の気体噴射口１６２から気体の高速渦流が噴射されるようになる。次に、ＭＰＵ１８１は電磁可変絞り弁１２３を所定の開度になるように開く。すると、原料槽１１１に貯蔵されている原料液１１２が、原料給送管１２１を通して二流体ノズル１６０の液体供給口１５１に供給され、二流体ノズル１６０の先端の液体吐出口１６１から吐出される。二流体ノズル１６０から吐出された原料液１１２は、吐出方向に既に形成されている空気の高速渦流によって微粒子に破砕され、その渦流の流れに伴って、炭素クラスターと溶媒とが互いに完全に混ざり合った状態となって製品容器１２５内に放出される。
【００４１】
上述の処理が進行するにつれて、原料槽１１１内の原料液１１２の液面が低下するため、原料槽１１１内の上部の空間の体積が増加し、それに伴って気圧が低下する。この圧力は気圧センサ１３５によって常時検出され、その値がＭＰＵ１８１に送られる。ＭＰＵ１８１は、気圧センサ１３５による検出値を常時監視し、その値が適正値を下回ると、原料槽１１１の電磁弁１３４を適当な時間だけ開状態に切換えて、原料槽１１１の内部の気圧を所定の適正値に維持する。同様に、圧縮気体リザーバ１３９の内部の圧縮気体の圧力も、ＭＰＵ１８１が電磁弁１３７を制御することにより適正値に維持される。
【００４２】
以上の動作により、炭素クラスターと溶媒とが均一に混ざり合った状態の炭素クラスター分散液１２４が生成され製品容器１２５内に収容されることになる。この炭素クラスター分散液１２４は、炭素クラスターと溶媒とを混ぜ合わせた原料液１１２を二流体ノズル１６０の液体吐出口１６１から吐出させつつその液体吐出口１６１の周囲に配置された気体噴射口１６２から噴射させた高速気流により破砕し、破砕直後の流れを流れ阻止体１９０に衝突させて再凝集させることにより生成されるため、炭素クラスターが溶媒中に完全に均一に分散した状態なっており、その分散状態を長時間に亘って保ちうる。そして、この製造装置１００によれば、炭素クラスターの分散性を向上させるために、炭素クラスターに化学修飾（疎水化、親水化）などの付加的な処理を施す必要がないので、炭素クラスターの特性（導電性など）を損なうことなく炭素クラスター分散液１２４を容易に製造することができる。
【００４３】
炭素クラスターを分散させる溶媒としては、水溶性溶媒や有機溶媒あるいはそれらの混合溶液を使用することができる。たとえば、水、酸性溶液、アルカリ性溶液、アルコール、エーテル、石油エーテル、ベンゼン、酢酸エチル、クロロホルム、イソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン等を使用することができる。
【００４４】
気体噴射口１６２から噴射させる気体としては、用途に応じて、空気、水素、酸素、フッ素、窒素など種々の気体を使用することができる。また、複数種類の気体を混ぜ合わせた混合気体を使用することもできる。
【００４５】
気体噴射口１６２から噴射させる気体として、水素、酸素、フッ素といった特定元素の気体を使用することにより、当該特定元素を内包した状態の炭素クラスターを均一に分散させた炭素クラスター分散液１２４を容易に製造することができる。たとえば、当該気体として水素を使用すれば、水素を内包した状態の炭素クラスターを均一に分散させた炭素クラスター分散液（水素吸蔵液）１２４を容易に製造することができる。このようにして製造した水素吸蔵液は、燃料電池の材料として使用することができる。
【００４６】
また、炭素クラスター分散液１２４を基板上に塗布し、焼結、乾燥等の適切な処理を行うことにより、当該基板上に炭素クラスターが均一に分散した炭素薄膜を形成することができる。この種の炭素薄膜、たとえば均一に分散したカーボンナノチューブからなる薄膜は、表示装置等の電子放出素子に好適である。また、この種の炭素薄膜を積層形成したものは、燃料電池の燃料イオン吸蔵体として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかる炭素クラスター分散液の製造方法を実施するための製造装置の形態例を示す装置構成図
【図２】（ａ）二流体ノズルの形態例を示す平面図、（ｂ）二流体ノズルの形態例を示す断面図
【図３】二流体ノズルの形態例を示す正面図
【図４】制御装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００４８】
１００  製造装置
１１０  原料供給系
１１１  原料槽
１１２  原料液
１２４  塗布剤
１５１  液体供給口
１５２  気体供給口
１６０  二流体ノズル
１６１  液体吐出口
１６２  気体噴射口
１８０  制御装置
１９０  流れ阻止体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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