(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素とホウ素とを含むホウ素含有材料を、窒素の存在下でアーク溶解する工程を含んでなることを特徴とする窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法。
【請求項２】
上記ホウ素含有材料が、ＹＢ6、ＮｂＢ2、ＺｒＢ2から選択される１種以上の化合物を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法。
【請求項３】
１種以上の８族遷移金属の存在下で、上記ホウ素含有材料を溶解することを特徴とする請求項１または２に記載の窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化ホウ素ナノチューブ、ナノコーンなどの窒化ホウ素系ナノ構造物の新規な製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
窒素・ホウ素の６員環ネットが円筒状となった窒化ホウ素ナノチューブ（以下、ＢＮナノチューブと称する）は、カーボンナノチューブと比較して耐熱性に優れ、絶縁性が高く、また高強度であることが知られており、例えば、水素貯蔵材料や半導体材料としての利用が期待されている。
【０００３】
ＢＮナノチューブは、１９９５年にChopraらによりアーク放電法を用いて初めて合成された物質である（N.G.Chopra, R.J.Luyken, K.Cherrey, V.H.Crespi, M.L.Cohen, S.G.Louie and A.Zettl: Science 269,p66-(1995)）。より具体的には、Chopraらは、タングステンチューブにｈ-ＢＮ（六方晶ＢＮ）粉末を詰めた複合陽極を用い、ヘリウムガス（圧力650Torrすなわち約8.65×104Pa）中にてアーク放電（放電電圧30V,アーク電流50A〜150A）を行うことでＢＮ粉末を気化させ、カソードである銅電極上に堆積する煤としてＢＮナノチューブを得ている。
【０００４】
同様に、Terronesらは、タンタルチューブにＢＮ粉末（窒化ホウ素粉末）を詰めた複合陽極を用い、窒素ガス中でアーク放電を行うことで、ＢＮナノチューブの合成に成功している（M.Terrones et al.:Chem. Phys. Lett. 259, p68-(1996)）。その他、アーク放電法を用いたＢＮナノチューブの合成法として、ＨｆＢ2をロッド状電極（陽極）に成形し、窒素ガス中でのアーク放電を行うことでＨｆＢ2を気化させる方法(A.Loiseau, F.Willaime, N.Demoncy, G.Hug, H.Pascard:Phys. Rev. Lett.76, p4737-(1996))や、２）ＺｒＢ2を成形したロッド状電極（陽極）を用いて、アーク放電を行う方法(M.Terauchi, M.Tanaka, T.Matsumoto, Y.Saito:Journal of Electron Microscopy 47, p319(1998))が既に開発されている。
【０００５】
また、アーク放電以外にＢＮナノチューブの成長が観察された例として、高圧窒素ガス雰囲気（５〜１５ＧＰａ）において、ｃ-ＢＮ（立方晶ＢＮ）の単結晶平板をレーザ加熱する方法(D.P.Yu, X.S.Sun, C.S.Lee, I.Bello, S.T.Lee, H.D.Gu, K.M.Leung, G.W.Zhou, Z.F.Dong, Z.Zhang:Appl.Phys.Lett.72, p16(1998))や、ｈ-ＢＮるつぼに入れた非晶質ホウ素を、窒素ガス雰囲気下で加熱する方法(G.W.Zhou, Z.Zhang, Z.G.Bai, D.P.Yu:Solid State Commun.109, p555(1999))などが挙げられる。
【０００６】
さらに、カーボンナノチューブとＢ2Ｏ3とを窒素ガス雰囲気下で加熱することで、カーボンナノチューブをＢＮナノチューブに置換する方法も開発されている（特開2000-109306号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アーク放電法を用いたＢＮナノチューブの製造方法では、窒素化合物またはホウ素化合物（ホウ化物）を均一に含んでなる陽極を作製するという複雑な工程が必要であり、手間がかかるうえコスト高を招来することとなる。また、反応条件の制御が複雑であるため、ＢＮナノチューブの製造に特化したアーク放電装置が必要となる。さらに、ＢＮナノチューブの生成率が比較的低いなどの課題を有する。
【０００８】
また、ｃ-ＢＮの単結晶平板をレーザ加熱する方法や、非晶質ホウ素を窒素ガス雰囲気下で加熱する方法でも、ＢＮナノチューブの生成率が比較的低いなどの課題を有する。
【０００９】
一方、特開2000-109306号公報に記載のＢＮナノチューブの製造方法では、カーボンナノチューブの骨格を利用し、その組成をＣ（炭素）からＢＮに置換する反応を利用するので、アーク放電法などと比較してＢＮナノチューブの生成率が著しく高くなる。しかしながら、カーボンナノチューブを合成する工程を余分に必要とし、手間がかかるうえにコスト高を招来することとなる。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ＢＮナノチューブなどの窒化ホウ素系ナノ構造物を、安価、容易かつ高生成率で製造可能な方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、窒化ホウ素系ナノ構造物の新規な製造方法について鋭意検討した。その結果、適切な組成のホウ素含有材料を溶解することで、ＢＮナノチューブなどの窒化ホウ素系ナノ構造物を、安価、容易かつ高生成率で製造可能となることを見出し、本願発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法は、上記の課題を解決するために、イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素とホウ素とを含むホウ素含有材料を、窒素の存在下で溶解する工程を含んでなることを特徴としている。
【００１３】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、上記ホウ素含有材料の溶解を、アーク溶解により行うことがより好ましく、上記ホウ素含有材料にアークで直接通電することで、当該ホウ素含有材料を溶解することがさらに好ましい。
【００１４】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、上記ホウ素含有材料が、ＹＢ6、ＮｂＢ2、ＺｒＢ2から選択される１種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。
【００１５】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、１種以上の８族遷移金属の存在下で、上記ホウ素含有材料を溶解することがより好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図面に基づいて説明すれぱ、以下のとおりである。なお、本発明の権利範囲は、特にこの実施の形態の記載のみに限定されるものではない。
【００１７】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の新規な製造方法は、後述するホウ素含有材料を、窒素の存在下で溶解する工程を含んでなる方法である。この方法を採用すれば、安価、容易かつ極めて高い収率で窒化ホウ素系ナノ構造物を大量生成可能となる（実施例参照）。この理由は必ずしも定かではないが、ホウ素含有材料に含まれるイットリウム（Ｙ）、ニオブ（Ｎｂ）、またはジルコニウム（Ｚｒ）とホウ素との間で化合物を生成する際の生成エンタルピーが極めて小さい（すなわちこの化合物の反応性が高い）ため、ホウ素と、Ｙ、Ｎｂ、またはＺｒとを共存させることで特異な触媒活性が生じるためと考えられる。
加えて、通常のアーク放電法のようにホウ素含有材料を瞬時に気化させる方法では、ホウ素含有材料の加熱から冷却にいたる時間（反応可能な時間）は数秒以下と考えられるが、本発明にかかる製造方法では、ホウ素含有材料を溶解させることで反応可能な時間がより長時間持続する。このため、窒化ホウ素系ナノ構造物の収率がより高くなり、またその結晶粒をより大きく成長させることができると考えられる。さらに、ホウ素含有材料として粉末状のものも使用可能となる。以下、本発明についてより詳細に説明する。
【００１８】
本発明において「窒化ホウ素系ナノ構造物」とは、窒素とホウ素との結合により生じた網目構造（ネット）を基本骨格とする、ナノチューブ、ナノコーン、ナノケージ、ナノカプセル、ナノチャプレット、フラーレンなどのナノスケール構造物を指す。これらナノスケール構造物は、単層構造であっても複層構造であってもよい。また、基本骨格の一部が、窒素やホウ素以外の原子、例えば炭素原子（Ｃ）や酸素原子（Ｏ）などで置換されていてもよく、あるいは、窒素（Ｎ）やホウ素（Ｂ）以外の原子（例えば、イットリウム、ニオブ、ジルコニウムまたは８族遷移金属など）または当該原子を含む化合物（例えば、ホウ化物、窒化物など）の少なくとも一つを内包するものであってもよい。
【００１９】
本発明において上記「ホウ素含有材料」とは、イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素（必須金属ａと称する）とホウ素とを含む混合物、あるいは化合物を指す。
【００２０】
化合物としてのホウ素含有材料は、必須金属ａのホウ化物（常温・常圧で固形物）であれば特に限定されないが、具体的には例えば、ＹＢ6、ＮｂＢ2、ＺｒＢ2が特に好適なものとして例示される。一方、混合物としてのホウ素含有材料は、必須金属ａの単体または化合物の何れかと、ホウ素単体またはホウ化物の何れかとを含む混合物（常温・常圧で固形物）であれば特に限定されない。例えば、ホウ素の対必須金属ａ比を大きくするために、必須金属ａのホウ化物とホウ素単体とを混合した混合物なども、上記ホウ素含有材料の範疇に含まれる。また、いうまでもないが、これらホウ素含有材料は一種のみを使用してもよく、あるいは複数種を併用してもよい。
【００２１】
ホウ素含有材料における必須金属Ａとホウ素との含有比率は特に限定されるものではないが、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率が特に良好となる観点から、原子比率（必須金属ａ：Ｂ）で１０：１〜１：１００の範囲内であることがより好ましく、１：１〜１：１０の範囲内であることがさらに好ましい。
【００２２】
また、上記ホウ素含有材料の形状は特に限定されるものではないが、その溶解を均一かつ容易に行うために、平均粒径０．００１μｍ〜１０００μｍの範囲内にある粉末状とすることがより好ましく、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲内にある粉末状とすることがさらに好ましい。なお、粉末状のホウ素含有材料は、成形して固形状（ペレット状）としてもよい。
【００２３】
本発明において「窒素」とは、窒化物あるいは窒素単体のかたちで上記ホウ素含有材料に対して供給される。「窒素」の種類および態は特に限定されるものではないが、供給容易であるという観点からアンモニアガスや窒素ガスなどの窒素系ガス、特に中性、還元性の窒素系ガスがより好ましく、さらに、反応不要物を含まず、安価かつ安全性が高いという観点から窒素ガスが特に好ましい。なお、上記ホウ素含有材料が分子状窒素または窒化物を含む場合には、「窒素」が当該ホウ素含有材料から供給されるようにしてもよい。
【００２４】
なお、上記「窒素」の供給量は特に限定されるものではないが、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率が特に良好となる観点から、ホウ素との原子比率（窒素：ホウ素）が１０：１以上となるように供給することがより好ましく、１：１以上となるように供給することがさらに好ましい。
【００２５】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物は、上記説明のホウ素含有材料を、上記「窒素」の存在下で溶解する工程（溶解工程）をへて製造される。ホウ素含有材料を溶解する温度は、当該ホウ素含有材料が液体状（液相）となる温度、すなわちその融点以上であれば特に限定されるものではない。ただし、ホウ素含有材料がＹＢ6、ＮｂＢ2、ＺｒＢ2の何れかである場合には、窒素との反応促進という理由から、溶解工程時の温度の下限値は３３００度以上であることがより好ましく、３５００度以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
上記溶解工程は、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），コバルト（Ｃｏ），ロジウム（Ｒｈ），イリジウム（Ｉｒ），鉄（Ｆｅ），ルテニウム（Ｒｕ），オスミウム（Ｏｓ）からなる群より選択される１種以上の８族遷移金属の存在下で、行うことがより好ましい。これら、８族遷移金属は、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成反応（主にホウ素と窒素ガスとの反応）を促進する良好な金属触媒として機能すると考えられる。また、これら８族遷移金属を添加することで、反応条件によっては、異なる構成の窒化ホウ素系ナノ構造物を得ることができる。
【００２７】
上記８族遷移金属を使用する場合、その使用量は特に限定されるものではないが、ホウ素含有材料中に含まれるホウ素との原子比（８族遷移金属：ホウ素）が、１０：１〜１：１００の範囲内であることがより好ましく、１：１〜１：１００の範囲内であることがさらに好ましい。また、使用される８族遷移金属は、単体であっても化合物であってもよく、さらに、当該８族遷移金属が粉体状として使用される場合の粒系なども特に限定されるものではない。
【００２８】
上記溶解工程に引き続き、反応系を冷却する工程（冷却工程）が行われ、本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物が製造される。冷却工程は、特に冷却源を用いた強制冷却である必要はなく、溶解工程後に反応系を放置して、例えば、室温程度にまで自然に冷却するのを待ってもよい。
【００２９】
窒化ホウ素系ナノ構造物が生成したか否か、及びその組成の確認は、例えば、エックス線分光解析（ＥＤＸ）による解析（組成分析法）や、高分解能電子顕微鏡（ＨＲＥＭ）による格子像観察および電子回折解析、などの従来公知の方法により行えばよい。
【００３０】
窒化ホウ素系ナノ構造物は、類似した構造をもつカーボンナノ構造物と比較して、化学的に安定かつ機械的に強靭であることが知られている。よって、本発明にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物は、例えば、エミッタ材料、耐熱性材料、高強度材料、ガス貯蔵材料、などとしてカーボンナノ構造物より好適に使用される。なお、水素ガス、アルゴンガスなどのガスを、ナノ構造物に貯蔵させる工程は加圧条件下で行われるため、ナノ構造物をガス貯蔵材料として利用する際に、その機械的強靭性は重要となる。また、半導体としての窒化ホウ素系ナノ構造物は、カーボンナノ構造物と比較してバンドギャップが広い、化学的に安定、直径のサイズやヘリシティの有無によらず半導体特性がほぼ変化しない、などの特性を有するため、本発明にて得られる窒化ホウ素系ナノ構造物を半導体材料として利用する利点も大きい。その他、本発明にて得られる窒化ホウ素系ナノ構造物を、ナノケーブル用被覆材などの絶縁性材料、あるいは触媒として利用してもよい。
【００３１】
なお、上記したホウ素含有材料の溶解工程は、特に好ましくはアーク溶解法により行われる。アーク溶解法とは、アークによって発生する熱により上記ホウ素含有材料を加熱し溶解する方法であり、溶解工程に必要な高温条件を用意し易く、かつ条件制御が比較的容易である、などの利点を有する。アーク溶解法の種類は、直流アークによる方法、交流アークによる方法の何れでもよく、一般には制御の容易さや生成物回収の容易さから、直流アークによる方法がより好適に採用される。また、ホウ素含有材料に対してアークによる直接通電を行い溶解してもよく（直接式）、電極間に生じたアークを用いてホウ素含有材料を間接的に加熱、溶解してもよい（間接式）。電極を対に設ける必要がなくアーク溶解炉の構成が簡易となることや、電力の利用効率の観点などから、上記直接式がより好適に採用される。
【００３２】
アーク溶解を行う工程におけるアーク電圧、アーク電流、アーク時間などのアーク条件は、上記ホウ素含有材料の溶解、および窒化ホウ素系ナノ構造体の生成が可能な限り特に限定されるものではないが、例えば、上記直接式の場合には、アーク電圧は５０Ｖ〜３００Ｖの範囲内であることがより好ましく、アーク電流は５０Ａ〜３００Ａの範囲内であることがより好ましく、また、アーク時間は１秒〜１０００秒の範囲内であることがより好ましい。
【００３３】
また、アーク溶解を行う工程における気圧条件はアークの発生が可能な限りにおいて特に限定されるものではないが、一般には真空に近い条件で行うことがより好ましい。アーク溶解に際しては、原料となる窒素ガスと、必要に応じて同伴させる、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガスなどの不活性ガスとが、原料ガスとして一般に使用される。この原料ガスの全圧は特に限定されるものではないが、真空に近いアーク溶解条件の実現のためには、０．５ＭＰａ以下であることがより好ましく、０．１ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。
【００３４】
また、アーク溶解において上記「窒素」を窒素系ガスとして供給する場合、全ガスに占める窒素系ガスの割合（体積％）は、反応必要量を供給する限りにおいて特に限定されるものではない。ただし、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率向上の観点から、上記割合の下限値が２０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることがさらに好ましく、４５％以上であることが特に好ましい。また、アーク放電電圧（アーク電圧と同義）が工業的に好適な範囲となりスムーズな放電が容易となる観点から、上記割合の上限値が８０％以下であることがより好ましく、６０％以下であることがさらに好ましく、５５％以下であることが特に好ましい。
【００３５】
上記直接式のアーク溶解を行うためのアーク溶解炉の要部は、図１にその断面を示すように、例えばタングステン（Ｗ）などからなる電極１と、ホウ素含有材料を含むペレット２を載置する銅ハース（炉床）３と、を含む真空室４を備えてなる。真空室４にはさらに、内部の真空度を調整するための真空ポンプや真空バルブ、上記窒素ガス・不活性ガスなどの気体を内部に導入するための気体導入路、電気回路系統などが接続されるが、これらは図示しない。なお、このような構成を備えたアーク溶解炉は、例えば、金属溶解用のアーク溶解炉として既に公知であり、詳細な説明は省略する。
【００３６】
【実施例】
以下、図面を用い、実施例１〜３および比較例１〜２に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、特に以下の実施例の記載のみに限定されるものではない。
【００３７】
〔実施例１〕
ホウ素含有材料であるＹＢ6粉末（純度９９．６％、粒径３〜６μｍ、高純度化学研究所製）３ｇのアーク溶解を、日新技研株式会社製の超小型真空アーク溶解炉（製品番号：ＮＥＶ−ＡＤ０３）を用いて、以下の要領で行った。なお、上記超小型真空アーク溶解炉の要部構造は、図１に示す通りである。
【００３８】
まず、アーク溶解炉が備える銅ハース３上に上記ＹＢ6粉末を載置し、真空室４の内部を１０-3Ｐａまで減圧した。ついで、アルゴンガス（分圧０．０２５ＭＰａ）と窒素ガス（分圧０．０２５ＭＰａ）との混合気体を、真空室４の内部に導入し、アーク電圧２００Ｖ、アーク電流１２５Ａ、時間１０秒のアーク溶解条件でアーク溶解を行った（アーク溶解工程）。次いで、真空室４の内部が室温と同等となるまで放置し（冷却工程）、銅ハース３上に白色〜灰白色の粉末（窒化ホウ素系ナノ構造物）１０ｍｇを得た。
【００３９】
生成した粉末の組成は、Ｒ−ＴＥＭ（ＥＤＡＸ社製の商品名）を用いたエックス線分光解析（ＥＤＸ）により、また、該粉末の構造解析は、透過型高分解能電子顕微鏡（ＨＲＥＭ）ＪＥＭ−３０００Ｆ（日本電子株式会社製の商品名）により行った。図２にはエックス線分光解析の結果を、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）にはＪＥＭ−３０００Ｆの観察結果を示す。図２に示すように、生成した粉末は、窒素およびホウ素を主組成分とし、他にイットリウム（ＹＢ6粉末に由来）、銅（銅ハース３またはＨＲＥＭ試料メッシュに由来）、並びに酸素を副組成分として含んでいた。また、ホウ素（Ｂ）、窒素（Ｎ）のピークは何れもシャープであり、得られた窒化ホウ素系ナノ構造物の原子組成（Ｂ：Ｎ）はほぼ１：１であると測定された。さらに、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、生成した粉末は複層のナノチューブ構造（窒化ホウ素系ナノ構造物）を構成していることが確認された。
【００４０】
また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率（窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量（ｍｇ）／採取した粉末量（１０ｍｇ）×１００（％））を算出したところ９０％と極めて高くなることが確認された。
【００４１】
〔実施例２〕
ＹＢ6粉末３ｇに代えて、ホウ素含有材料であるＮｂＢ2粉末（純度９９％、粒径約５μｍ、高純度化学研究所製）３ｇを用いた以外は、上記実施例１の記載に従ってアーク溶解工程および冷却工程を行い、銅ハース３上に白色〜灰白色の粉末（窒化ホウ素系ナノ構造物）１０ｍｇを得た。
【００４２】
生成した粉末の構造解析は、透過型高分解能電子顕微鏡（ＨＲＥＭ）ＪＥＭ−３０００Ｆ（日本電子株式会社製の商品名）により行った。図５（ａ）にはＪＥＭ−３０００Ｆの観察結果を、図５（ｂ）には図５（ａ）中の丸囲み個所を拡大した観察結果を示す。該図に示すように、生成した粉末は複層のナノチューブ構造（窒化ホウ素系ナノ構造物）を構成していることが確認された。
【００４３】
また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率（窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量（ｍｇ）／採取した粉末量（１０ｍｇ）×１００（％））を算出したところ８０％と極めて高くなることが確認された。
【００４４】
〔実施例３〕
ホウ素含有材料であるＹＢ6粉末（純度９９．６％、粒径３〜６μｍ、高純度化学研究所製）と、Ｎｉ粉末（純度９９％、粒径３〜５μｍ、高純度化学研究所製）とを乳鉢で均一に混合し、３ｇの混合粉末を調製した。なお混合粉末中のＹとＮｉとの原子比率は１：１である。次いで、ＹＢ6粉末に代えて、上記３ｇの混合粉末を用いた以外は、実施例１の記載に従ってアーク溶解工程および冷却工程を行い、銅ハース３上に白色〜灰白色の粉末（窒化ホウ素系ナノ構造物）１０ｍｇを得た。
【００４５】
生成した粉末の構造解析は、透過型高分解能電子顕微鏡（ＨＲＥＭ）ＪＥＭ−３０００Ｆ（日本電子株式会社製の商品名）により行った。図６（ａ）にはＪＥＭ−３０００Ｆの観察結果を、図６（ｂ）には図６（ａ）を拡大した観察結果を示す。該図に示すように、生成した粉末は、ナノチューブ構造物（窒化ホウ素系ナノ構造物）が複数個、束状に集合してなることが確認された。つまり、本実施例で得られたナノチューブ構造物の集合体（窒化ホウ素系ナノ構造物）１２は、図７（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、ナノチューブ構成物（窒化ホウ素系ナノ構造物）１１が複数個、束状に集合してなる。なお、図７（ａ）〜（ｃ）中、黒丸はホウ素原子を示し、白丸は窒素原子を示す。
【００４６】
また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率（窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量（ｍｇ）／採取した粉末量（１０ｍｇ）×１００（％））を算出したところ約９０％と極めて高くなることが確認された。
【００４７】
〔比較例１〕
ＹＢ6粉末３ｇに代えて、ＬａＢ6粉末（純度９９％、粒径約１μｍ、高純度化学研究所製）３ｇを用いた以外は、上記実施例１の記載に従ってアーク溶解工程および冷却工程を行い、銅ハース３上に白色〜灰白色の粉末（窒化ホウ素系ナノ構造物）１０ｍｇを得た。窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率（窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量（ｍｇ）／採取した粉末量（１０ｍｇ）×１００（％））を算出したところ約１０％と極めて低くなることが確認された。
【００４８】
〔比較例２〕
ＹＢ6粉末３ｇに代えて、ＶＢ2粉末（純度９９％、粒径約１００μｍ、高純度化学研究所製）３ｇを用いた以外は、上記実施例１の記載に従ってアーク溶解工程および冷却工程を行った。しかし、銅ハース３上には、少量の窒化ホウ素ナノカプセルを除き窒化ホウ素系ナノ構造物がほとんど生成していなかった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法は、以上のように、イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素とホウ素とを含むホウ素含有材料を、窒素の存在下で溶解する工程を含んでなる方法である。
【００５０】
上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構造物を、安価、容易かつ高生成率で製造可能な方法を提供できるという効果を奏する。
【００５１】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、上記の方法において、ホウ素含有材料の溶解を、アーク溶解により行うことがより好ましい。
【００５２】
上記の方法によれば、ホウ素含有材料の溶解工程に必要な高温条件を用意し易く、かつ反応条件の制御が比較的容易となるという効果を加えて奏する。
【００５３】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、上記の方法において、ホウ素含有材料が、ＹＢ6、ＮｂＢ2、ＺｒＢ2から選択される１種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。
【００５４】
上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構造物を、特に高生成率で製造可能な方法を提供できるという効果を加えて奏する。
【００５５】
本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法では、１種以上の８族遷移金属の存在下で、上記ホウ素含有材料を溶解することがより好ましい。
【００５６】
上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成反応が促進されるとともに、条件によって異なる構成の窒化ホウ素系ナノ構造物を得ることができるという効果を加えて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造方法に用いられる、アーク溶解炉の要部概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物の、エックス線分光解析（ＥＤＸ）の結果を示すチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
【図５】（ａ）は、本発明の他の実施例にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕微鏡にて構造解析した結果を示す図面であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸囲み個所を拡大して示す図面である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、本発明のさらに他の実施例にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６（ａ）・（ｂ）に示す窒化ホウ素系ナノ構造物の立体構造を模式化して示す図面である。
【符号の説明】
２    ペレット（ホウ素含有材料）
１１    ナノチューブ構成物（窒化ホウ素系ナノ構造物）
１２    集合体（窒化ホウ素系ナノ構造物）
【図１】
0003986818.tif 000002
【図２】
0003986818.tif 000003
【図３】
0003986818.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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