"窒化ケイ素から成り、直径繊維径が1nm~100nmであり、網目状構造を有するナノファイバー。近年、省エネルギー技術において高温に対する耐熱性を有する材料のニーズが高まっており、耐熱性を有するナノファイバーに対する期待が大きくなっている。そこで、生体に影響を与えないような形態や、針状のナノファイバーが単離状態で存在しないようにする技術が望まれている。上述した問題の解決のために、本発明においては、耐熱性を有し、かつ、生体に影響を与えない構造を有するナノファイバーを提供するものである。本発明のナノファイバーは、窒化ケイ素から成り、直径繊維径が1nm~100nmであり、網目状構造を有するものである。上述の本発明のナノファイバーの構成によれば、ナノファイバーが窒化ケイ素から成るので、窒化ケイ素の融点昇華が1900°Cと高温であることから、十分な耐熱性を有する。また、ナノファイバーが網目状構造を有するので、生体に影響を与えないようにすることが可能になる。上述の本発明によれば、耐熱性を有し、かつ、生体に影響を与えない構造を有するナノファイバーを実現することができる。従って、本発明のナノファイバーを使用して、安全な耐熱材を構成することができる。以下、発明を実施するための最良の形態以下、実施の形態とするについて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。1.本発明の概要2.実験<1.本発明の概要>まず、本発明の概要を説明する。耐熱性材料の一種として、炭化ケイ素ナノファイバーや窒化ケイ素ナノファイバーが提案されている。しかしながら、前述したように、従来提案されている炭化ケイ素ナノファイバーや窒化ケイ素ナノファイバーは、細く尖った針状であることから、生体に及ぼす影響が懸念される。従来の炭化ケイ素ナノファイバーの写真を、図18に示す。図18に示すように、微細な針状のナノファイバーが形成されているため、生体に影響を及ぼすと考えられる。そこで、耐熱性を有し、かつ、生体に影響を与えない構造を有するナノファイバーを実現することを目的として、鋭意研究の結果、本発明に至った。本発明は、窒化ケイ素から成る、網目状構造を有するナノファイバーを提供する。本発明のナノファイバーの直径繊維径は、1nm~100nmの範囲内である。本発明のナノファイバーの網目状構造は、ナノファイバーが2本に枝分かれするように分岐しており、さらに分岐した先でまた別のナノファイバーとの2本のナノファイバーがくっついていることにより、網目状となっている構造である。上述の本発明のナノファイバーの構成によれば、ナノファイバーが窒化ケイ素から成るので、窒化ケイ素の融点昇華が1900°Cと高温であることから、十分な耐熱性を有する。また、ナノファイバーが網目状構造を有するので、生体に影響を与えないようにすることが可能になる。従って、本発明のナノファイバーを使用して、安全な耐熱材を構成することができる。そして、本発明のナノファイバーは、網目状構造を有するので、例えば、網目の開口の大きさを制御することができれば、開口を通過する物質と通過しない物質とを分離する、耐熱性フィルターを構成することが可能になる。本発明のナノファイバーの直径繊維径は、試料中10視野を観察し、90~150本の繊維を抽出し直径を測定した結果、1nm~100nmの範囲を有していた。本発明のナノファイバーは、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、カーボンブラックと、ケイ素を含む化合物以下、ケイ素系化合物と呼ぶを混合して、カーボンブラックにケイ素系化合物を含浸させる。カーボンブラックとしては、詳細を後述するように、半径細孔径が30nm以上の細孔が多いものが好ましい。ケイ素系化合物としては、ケイ素を含有する有機化合物を使用することが好ましく、例えば、ポリメチルシルセスキオキサンPMSQを使用することができる。カーボンブラックとケイ素系化合物とを混合する際には、必要に応じて、ケイ素系化合物を溶媒に溶解又は分散させる溶媒を使用する。そして、カーボンブラックと混合してカーボンブラックにケイ素系化合物を含浸させた後に、溶媒を加熱除去する。そして、窒素雰囲気中で、ケイ素系化合物を含浸させたカーボンブラックを熱処理することにより、窒素とケイ素とを反応させて、窒化ケイ素から成るナノファイバーを形成することができる。熱処理の温度は、使用するケイ素系化合物にもよるが、例えば、前述したポリメチルシルセスキオキサンPMSQを使用する場合、1000~1300°Cとする。カーボンブラックとケイ素系化合物との混合量は、使用するケイ素系化合物にもよるが、例えば、前述したポリメチルシルセスキオキサンPMSQを使用する場合、全体に対するPMSQの量質量比を50~60とすることが望ましい。なお、上述のようにして、ナノファイバーを製造した場合、窒化ケイ素から成るナノファイバーが生成すると共に、カーボンブラックが残る。この残ったカーボンブラックは、例えば空気中等の酸化雰囲気、もしくは水素中等の還元雰囲気下で反応させることにより、分解除去させることが可能である。<2.実験>実際に各種の作製条件を変えて、本発明のナノファイバーが形成されるための作製条件について調べた。実験1:カーボンブラックの特性の生成物への影響カーボンブラックの特性を変えて、生成物を調べた。具体的には、以下のようにして、反応を行った。まず、ポリメチルシルセスキオキサンPMSQ1gを、100mlのエタノールに溶解させた。次に、ポリメチルシルセスキオキサンPMSQとカーボンブラックCBとの混合比が、PMSQ50-CB50質量比となるように、カーボンブラックを投入して、マグネチックスターラーにより攪拌した。このようにして、カーボンブラックにPMSQを含浸させた。その後、80°Cに設定した湯浴上で、ロータリーエバポレーターにより溶媒を留去し、得られた固形物を80°Cに加熱したオーブン中で終夜乾燥した。続いて、赤外線高温加熱炉MR39-H/D、ULVAC製を用いて、窒素雰囲気中、1200°Cで2時間熱処理を行った。なお、昇温速度は10°C/分とした。このようにして、反応を行って、生成物を調べた。カーボンブラックとしては、特性の異なる3種類のカーボンブラックいずれも東海カーボン製を使用した。以下、使用した3種類のカーボンブラックを、CB1,CB2,CB3と呼ぶこととする。カーボンブラックCB1,CB2,CB3の特性をまとめて、表1に示す。表1において、DBP吸油量は、DBPジブチルフタレートを使用して測定した吸油量である。メソ孔は直径2nm~50nmとし、ミクロ孔は直径2nm未満とした。なお、DBPジブチルフタレートの化学構造は、下記の通りである。CB1は、標準的なカーボンブラックである。CB2は、DBP吸油量はCB1と同程度であるが、BET比表面積がCB1よりも小さい。CB3は、BET比表面積はCB1と同程度であるが、DBP吸油量がCB1よりも小さい。ミクロ孔の量が多いと、BET比表面積は大きくなる。CB2はBET比表面積が小さく、メソ孔容積及びミクロ孔容積が、CB1やCB3よりも小さくなっている。DBP吸油量は、カーボンブラックのストラクチャと正の相関がある。即ち、CB2は、ストラクチャはCB1と同程度であるが、細孔が少なくなっている。CB3は、CB1よりもストラクチャが小さくなっている。それぞれの窒素雰囲気中で反応させた試料を、SEM走査型電子顕微鏡で観察した。得られた写真を、図1A~図1Cに示す。図1AはCB1を使用した場合を示し、図1BはCB2を使用した場合を示し、図1CはCB3を使用した場合を示す。CB1を使用した場合には、図1Aに示すように、網目状のナノファイバーが形成されている。CB2を使用した場合には、図1Bに示すように、凝集体の内部にナノファイバーが形成されている。CB3を使用した場合には、図1Cに示すように、塊状のカーボンブラックの間に、窒化ケイ素の六角柱状結晶が形成されている。また、それぞれのカーボンブラック単体CB1,CB2,CB3と、PMSQとカーボンブラックとを50ずつ混合した後窒素雰囲気中で反応させた試料50-CB1,50-CB2,50-CB3について、細孔径の度数分布を測定した。測定結果を、図2に示す。図2の横軸は、細孔径半径rpを示し、縦軸は体積分布で各細孔径毎の度数分布を示している。ここで、図2において、特に30nm以上の細孔に注目する。図2より、CB2は、30nm以上の細孔がCB1よりも減少している。CB3は、30nm以上の細孔がCB1よりも大幅に少なくなっている。また、PMSQと混合して窒素雰囲気中で反応させた試料では、CB1とCB2については原料のカーボンブラックと似た特徴を示しているが、CB3では、元のカーボンブラックCB3と比較して、メソ孔が大幅に減少している。以上の結果から、カーボンブラックのストラクチャや細孔の量により生成物が変わり、特に、半径細孔径30nm以上の細孔の分布が生成物の形状を支配していると考えられる。半径細孔径30nm以上の細孔の割合が多いと、網目状のナノファイバーが形成される。また、半径細孔径30nm以上の細孔の割合の減少に伴い、ナノファイバーが内部に形成されるようになり、ほとんどなくなると、カーボンブラックの表面で窒化ケイ素の結晶が形成される。なお、以上の結果を考慮すると、カーボンブラック以外の炭素系材料でも、半径細孔径30nm以上の細孔の量が十分にあれば、窒化ケイ素ナノファイバーを生成する可能性があると考えられる。実験2:混合比の生成物への影響1次に、使用するカーボンブラックはCB1として、PMSQの混合比全体に対するPMSQの割合を、50,67,80と変えて、それぞれ窒素雰囲気中、1200°Cで反応を行って、生成物を調べた。それぞれの生成物の走査型電子顕微鏡SEMによる写真を、図3A~図3Cに示す。図3AはPMSQが50の場合を示し、図3BはPMSQが67の場合を示し、図3CはPMSQが80の場合を示す。また、それぞれの生成物の透過型電子顕微鏡TEMによる写真を、図4A~図4Cに示す。図4AはPMSQが50の場合を示し、図4BはPMSQが67の場合を示し、図4CはPMSQが80の場合を示す。PMSQ添加量が50の場合には、網目状構造のナノファイバーが形成される。そして、ナノファイバーの形態は、PMSQ添加量の増加に伴い、網目状構造から直線的構造へと変化していく。80添加したときには、ナノファイバー以外に、カーボンブラックをコートしたものも形成される。図4Aと図4Bを比較してわかるように、網目状構造のナノファイバーと、直線的構造のナノファイバーとは、直径が異なり、直線的構造のナノファイバーよりも、網目状ナノファイバーの方が細くなっている。そこで、TEMによる写真を用いて、PMSQが50と67の各試料中10視野を観察し、90~150本の繊維を抽出し直径を測定した。測定した結果、50の試料は、1nm~100nmの範囲を有し、平均23nmであった。また、67の試料は、10nm~300nmの範囲を有し、平均62nmであった。また、それぞれの添加量の試料の粉末X線回折測定JIS1640に準じるを行った。測定結果を、図5に示す。図5には、比較対照として、Si3N4の結晶の測定結果も示している標準データを使用。図5より、いずれの添加量でも、Si3N4の結晶と一致するピークが見られる。このことから、雰囲気の窒素とPMSQのケイ素とから、窒化ケイ素が生成していると考えられる。また、PMSQの添加量によって、結晶性が異なることがわかる。添加量67の場合、比較的結晶性が高いが、添加量50と添加量80では結晶性が低くなっている。なお、2θ=39°のピークを用いて結晶子径を算出したところ、どの試料も700Å前後で大きな差が見られなかった。さらに、それぞれの添加量の試料の1本のナノファイバーを拡大した、透過型電子顕微鏡TEMによる写真を、図6A~図6Cに示す。図6AはPMSQが50の場合を示し、図6BはPMSQが67の場合を示し、図6CはPMSQが80の場合を示す。図6Bの67の場合、結晶質を示す干渉縞が観察された。一方、図6Aの50の場合及び図6Cの80の場合は、無定形であった。さらに、添加量50の試料の網目状構造のナノファイバーの透過型電子顕微鏡TEMによる写真を、図7A~図7D、図8A~図8C、図9に示す。図7Bは、図7Aの長方形で囲った部分の拡大図を示し、図7Dは、図7Cの長方形で囲った部分の拡大図を示す。図8Bは、図8Aの長方形で囲った部分の拡大図を示し、図8Cは、図8Bの長方形で囲った部分の拡大図を示す。これらのTEM写真の拡大図から、網目状のナノファイバーの分岐点では、複数本のナノファイバーが重なっているのではなく、1本のナノファイバーから2本に枝分かれしていると考えられる。例えば、図7Dでは、1本のナノファイバーから上方に枝分かれした2本のナノファイバーが、分岐点付近で一部重なっている。即ち、別々の2本のナノファイバーが上下に重なっている状態ではないことがわかる。実験3:混合比の生成物への影響2次に、網目状構造のナノファイバーが生成される、PMSQとカーボンブラックとの混合比の範囲を調べるために、混合比を変えて反応を行い、生成物を調べた。CB1へのPMSQの混合比全体に対するPMSQの割合を、10,20,30,40,50,60と変えて、それぞれ窒素雰囲気中、1200°Cで反応を行って、生成物を調べた。それぞれの生成物の走査型電子顕微鏡SEMによる写真を、図10~図15に示す。図10A及び図10BはPMSQが10の場合を示し、図11A及び図11BはPMSQが20の場合を示し、図12A及び図12BはPMSQが30の場合を示し、図13A及び図13BはPMSQが40の場合を示し、図14A及び図14BはPMSQが50の場合を示し、図15A及び図15BはPMSQが60の場合を示す。図10A及び図10Bより、PMSQ10の場合、ほぼナノファイバーの生成がない。図11A及び図11Bより、PMSQ20の場合、少量のナノファイバーが生成している。また、その他六角柱構造が見られる。図12A及び図12Bより、PMSQ30の場合、局所的にナノファイバーが生成している。図13A及び図13Bより、PMSQ40の場合、局所的にナノファイバーが生成している。30の場合よりもナノファイバーが多い。図14A及び図14Bより、PMSQ50の場合、全体的にナノファイバーが生成している。図15A及び図15Bより、PMSQ60の場合、全体的にナノファイバーが生成している。一部直線的に遷移しつつあるような形状のナノファイバーが見られる。これらの結果をまとめると、PMSQが10~40の場合には、ナノファイバーが生成しない、またあったとしても、網目状構造を取るほどには成長していない。また、PMSQが50~60の場合には、カーボンブラック表面を覆う網目状のナノファイバーの形成が見られる。PMSQが67以上では、前述した80の場合と同様に、剛直なナノファイバーへと変化している。従って、網目状構造のナノファイバーが生成する、PMSQの添加量の範囲は、50~60と非常に狭い範囲である。実験4:反応機構の検討本発明のナノファイバーは、窒化ケイ素から成り、PMSQのケイ素と雰囲気の窒素とが反応して生成していることから、このナノファイバーが生成される反応は、気相反応であると考えられる。そこで、ナノファイバーが生成される反応機構を調べるための実験を行った。反応セルを二段に分けて、下段は、石英セル内に、PMSQを担持したカーボンブラックCB1PMSQ添加量80を収容した。この石英セルの上を石英メッシュで覆って、石英メッシュ上に石英管を載置して、上段の反応セルとした。そして、上段の石英管内に未担持のカーボンブラックCB1を収容した。このようにして作製した、二段の反応セルに対して、窒素雰囲気中で熱処理を行った。その結果、上段の反応セルにおいて、ナノファイバーが生成した。上段の反応セルの生成物の走査型電子顕微鏡SEM及び透過型電子顕微鏡TEMによる写真を、それぞれ図16A及び図16Bに示す。図16A及び図16Bから、カーボンブラックの塊の他に、ナノファイバーが生成していることがわかる。即ち、PMSQから遊離したケイ素成分が石英メッシュを通過して、カーボンブラックのみが収容された上段においても、遊離したケイ素と雰囲気の窒素とから窒化ケイ素ナノファイバーが生成したことがわかる。この結果から、気相成分の移動がナノファイバーの形成に関与していることがわかる。また、同じくPMSQの添加量を80とした試料について、質量分析を行った。質量分析の結果として、温度と重量変化との関係を、図17に示す。図17中、分子量44に相当する質量減少はSiO酸化シリコンによる質量減少であり、分子量16に相当する質量減少はCH4による質量減少であると考えられる。質量分析の結果、PMSQよりSiO300~1000°CとCH4620~940°Cの生成が認められた。SiO2の原料となるSiOは、300~1000°Cの間でPMSQより生成する。一方、CH4は620~940°Cで生成する。また、前述した、空間的に隔離した二段セルを用いた実験より、気相成分の輸送が重要であることが判明した。以上の結果から、還元窒化法のメカニズムで、SiO2ナノファイバーが形成され、さらにCH4が還元剤として働いて、Si3N4を形成すると考えられる。本発明は、上述の実験例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。"