"カーボンナノチューブ浸出繊維材料であって、繊維材料と、前記繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層と、を含み、前記浸出カーボンナノチューブは、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列され、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に、前記繊維材料に又はその両方に架橋結合されるカーボンナノチューブ浸出繊維材料。架橋結合は、共有結合を含む請求項1に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。架橋結合は、π‐スタッキング相互作用を含む請求項1に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。架橋ポリマーは、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと前記π‐スタッキング相互作用を形成する請求項3に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。前記繊維材料は、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、及び有機繊維からなる群から選択される請求項1に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブを、さらに含み、前記追加のカーボンナノチューブは、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される請求項1に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部は、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に、相互に又はその両方に架橋結合される請求項6に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。前記繊維材料は連続長である請求項1に記載のカーボンナノチューブ浸出繊維材料。マトリックス材料と、繊維材料と前記繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層を含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料と、を含み、前記浸出カーボンナノチューブは、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列され、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に前記繊維材料に又はその両方に架橋結合される複合材料。架橋結合は、共有結合を含む請求項9に記載の複合材料。架橋結合は、π‐スタッキング相互作用を含む請求項9に記載の複合材料。架橋ポリマーは、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと前記π‐スタッキング相互作用を形成する請求項11に記載の複合材料。前記架橋ポリマーは、前記マトリックス材料にも架橋結合される請求項12に記載の複合材料。前記繊維材料は、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、及び有機繊維からなる群から選択される請求項9に記載の複合材料。前記マトリックス材料は、ポリマーマトリックス、セラミックマトリックス、及び金属マトリックスからなる群から選択される請求項9に記載の複合材料。前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブを、さらに含み、前記追加のカーボンナノチューブは、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される請求項9に記載の複合材料。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部は、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に、相互に又はその両方に架橋結合される請求項16に記載の複合材料。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、前記複合材料内で実質的に平行に配列される請求項9に記載の複合材料。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、短繊維を含む請求項9に記載の複合材料。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、連続繊維を含む請求項9に記載の複合材料。繊維材料と、該繊維材料に浸出されて前記繊維材料の表面に実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブとを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供することと、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、前記実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向することと、を含む方法。前記実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を、相互に、前記繊維材料に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項21に記載の方法。架橋結合は、共有結合を含む請求項22に記載の方法。架橋結合は、π‐スタッキング相互作用を含む請求項22に記載の方法。架橋ポリマーは、前記実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブと前記π‐スタッキング相互作用を形成する請求項24に記載の方法。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料をマトリックス材料内に配置することを、さらに含む請求項25に記載の方法。再配向は、機械的プロセスを含む請求項21に記載の方法。再配向は、化学的プロセスを含む請求項21に記載の方法。前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させることと、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように前記追加のカーボンナノチューブを配向することと、をさらに含む請求項21に記載の方法。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に、相互に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項29に記載の方法。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料をマトリックス材料内に配置することを、さらに含む請求項30に記載の方法。前記繊維材料は、連続長である請求項21に記載の方法。連続繊維材料を提供することと、電界又は磁界の存在下で、前記連続繊維材料上にカーボンナノチューブ層を成長させることと、を含み、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように、前記カーボンナノチューブを前記連続繊維材料に浸出させ、前記浸出カーボンナノチューブが前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、前記電界又は前記磁界の方向を合わせる方法。前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を、相互に、前記繊維材料に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項33に記載の方法。架橋結合は、共有結合を含む請求項34に記載の方法。架橋結合は、π‐スタッキング相互作用を含む請求項34に記載の方法。架橋ポリマーは、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと前記π‐スタッキング相互作用を形成する請求項36に記載の方法。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料をマトリックス材料内に配置することを、さらに含む請求項37に記載の方法。前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させることと、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、前記追加のカーボンナノチューブを配向することと、をさらに含む請求項33に記載の方法。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、前記実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に、相互に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項39に記載の方法。前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料をマトリックス材料内に配置することを、さらに含む請求項40に記載の方法。繊維材料と、該繊維材料に浸出されて前記繊維材料の表面に実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブとを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供することと、架橋結合して実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを形成するために、前記カーボンナノチューブ浸出繊維材料に架橋ポリマーを添加することと、を含み、前記架橋ポリマーは、前記架橋結合して実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成し、さらに、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、前記架橋結合して実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向することを含む方法。再配向は、機械的プロセスを含む請求項42に記載の方法。再配向は、化学的プロセスを含む請求項42に記載の方法。前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層に触媒ナノ粒子を付着させることと、前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、前記追加のカーボンナノチューブを配向することと、をさらに含む請求項42に記載の方法。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブに、相互に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項45に記載の方法。連続カーボンナノチューブ成長プロセスであって、連続繊維材料を提供することと、連続カーボンナノチューブ成長プロセスで前記連続繊維材料上にカーボンナノチューブを成長させることと、を含み、前記カーボンナノチューブがカーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように、前記繊維材料に浸出され、さらに、前記浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を、相互に、前記繊維材料に又はその両方に架橋結合することを含み、架橋結合は、架橋結合した浸出カーボンナノチューブを形成するように、前記浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する架橋ポリマーで前記浸出カーボンナノチューブを処理することを含み、さらに、前記連続繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、機械的プロセス又は化学的プロセスによって前記架橋浸出カーボンナノチューブを配向することを含む連続カーボンナノチューブ成長プロセス。前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させることと、前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、前記追加のカーボンナノチューブを配向することと、をさらに含む請求項47の連続カーボンナノチューブ成長プロセス。前記追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、前記架橋結合して実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に、相互に又はその両方に架橋結合することを、さらに含む請求項48に記載の連続カーボンナノチューブ成長プロセス。複合材料のナノスケールの強化は、複合材料の機械的特性を改善するために追求されているもう一つのストラテジーstrategyである。ナノ規模の強化は、非常に高い引張強度を有するカーボンナノチューブで実行することが最も多い。例えば、多層カーボンナノチューブは、これまで測定されているすべての材料の中で最高の引張強度を有し、約63GPaの引張強度を達成している。さらに、理論的計算では、特定のカーボンナノチューブでは最高約300GPaの引張強度が可能であるとの予測がある。カーボンナノチューブを利用した複合材料の強化ストラテジーは、通常、繊維材料とは別個の異質な成分として複合マトリックス中にカーボンナノチューブを分散させることを含んでいた。これらの複合材料の大部分は、カーボンナノチューブ同士を互い実質的に平行な配置構成で配列しようとしている。カーボンナノチューブはナノスケールの強化材料として有望であるが、カーボンナノチューブを複合マトリックスに組み込む場合、複雑な問題に遭遇する場合がある。これらの問題としては、例えば、カーボンナノチューブの担持でマトリックスの粘度が増大すること、カーボンナノチューブの配向及び勾配の制御が不確実なことなどが挙げられる。以上を鑑みて、向上した繊維材料を作成するために、拡張性があり、高品質で費用対効果が高いストラテジーは当技術分野においてかなり有利である。非限定的な例では、このような向上した繊維材料を、高性能複合材料の作成に使用することができる。本開示は、これらの要求を満たし、関連する利点も提供する。ある実施形態では、本開示は、繊維材料と、当該繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層と、を含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料について説明する。浸出カーボンナノチューブは、実質的に繊維材料の長手軸に平行に配列される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に、繊維材料に又はその両方に架橋結合される。ある実施形態では、本開示は、マトリックス材料と、繊維材料と繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層とを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料と、を含む複合材料について説明する。浸出カーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に、繊維材料に又はその両方に架橋結合される。ある実施形態では、本開示の方法は、繊維材料と、繊維材料に浸出されて繊維材料の表面に実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブと、を含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供し、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、連続繊維材料を提供し、電界又は磁界の存在下で、連続繊維材料上にカーボンナノチューブ層を成長させることを含む。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように連続繊維材料に浸出される。浸出カーボンナノチューブが繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、電界又は磁界の方向を合わせる。ある実施形態では、本開示の方法は、繊維材料と、繊維材料に浸出されて繊維材料の表面に実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブと、を含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供し、架橋結合され実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを形成するために、カーボンナノチューブ浸出繊維材料に架橋ポリマーを添加し、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋結合浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、架橋結合され実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向することを含む。架橋ポリマーは、架橋結合されて実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する。ある実施形態では、本明細書で説明する連続カーボンナノチューブ成長プロセスは、連続繊維材料を提供し、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブを連続カーボンナノチューブ成長プロセスで連続繊維材料上に成長させ、浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を、相互に、繊維材料に又はその両方に架橋結合し、連続繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋結合浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、機械的プロセス又は化学的プロセスによって架橋結合浸出カーボンナノチューブを配向することを含む。架橋結合は、架橋結合浸出カーボンナノチューブを形成するように、浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する架橋ポリマーで、浸出カーボンナノチューブを処理することを含む。以上は、以下の詳細な説明をよりよく理解できるように、本開示の特徴をかなり広義に概略説明している。本開示の追加の特徴及び利点を以降で説明するが、これは特許請求の範囲の主題を形成する。本開示及びその利点をよりよく理解するために、本開示の特定の実施形態について説明する添付図面と組み合わせて以下の説明を参照されたい。本開示は、一部は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料、及びそれを含む複合材料を対象とする。本開示は、また、一部は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を作成する方法も対象とする。繊維材料及びマトリックス材料を含む複合材料では、繊維材料の向上した物理的及び/又は化学的特性を複合材料全体に与えることができる。カーボンナノチューブを浸出してある繊維材料を含む複合材料は、改善された機械的強度と例えば電気伝導性及び熱伝導性などの追加の潜在的利点との両方を有する先進の材料を形成するのに現在の技術の障壁を克服することができる1つの方法である。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料におけるカーボンナノチューブの実質的に平行な配列及びそれから生成される複合材料は、これらの特性をさらに増大させることができる。出願人の理論上の研究によると、現在のカーボンナノチューブ浸出繊維材料では、従来の繊維材料に対して引張強度の向上が2倍を超える。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料における実質的に平行なカーボンナノチューブの配列は、複合材料内の繊維の間隔をさらに近づけることができ、それによって、機械的特性のさらなる改善を実現可能にすることができる。実質的に平行に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、カーボンナノチューブを実質的に配列された状態でマトリックス材料内に導入するための多用途の土台platformであり、それによって、カーボンナノチューブを含む複合材料の重大な問題を克服できるようにする。また、例えば、繊維材料上のカーボンナノチューブの長さ及び被覆密度を変化させることにより、複合材料内で様々な特性を選択的に示すことができる。例えば、複合材料に構造的支持を付与するために比較的短いカーボンナノチューブを使用することができる。比較的長いカーボンナノチューブは、構造的支持を付与するのに加えて、通常は伝導性が低い又は非伝導性である複合材料に、電気伝導性又は熱伝導性の伝播通路を確立するために使用することができる。また、複合材料にカーボンナノチューブ浸出繊維材料を不均一に又は傾斜配置して、所望の特性を複合材料の選択部分に選択的に付与することができる。炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維、ガラス繊維、及び有機繊維などのカーボンナノチューブを浸出してある繊維材料は、すべて2009年11月2日出願の本出願人の同時係属出願の米国特許出願第12/611,073号、第12/611,101号、及び第12/611,103号、及び2010年11月2日出願の第12/938,328号に記載されている。上記出願の各々は、参照により全体を本明細書に組み込むものとする。図1は、炭素繊維に浸出されているカーボンナノチューブの例示的なTEM画像を示す。図2は、目標長さ40μmの±20以内であるカーボンナノチューブで浸出された炭素繊維の例示的なSEM画像例を示す。図1及び図2の画像では、カーボンナノチューブは多層カーボンナノチューブであるが、本明細書に記載の様々な実施形態では、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、及び3つ以上の壁を有する多層カーボンナノチューブなどの任意のタイプのカーボンナノチューブを繊維材料に浸出し使用することができる。本明細書で使用する用語繊維材料とは、基本的構造特徴として繊維質成分を有する任意の材料をいう。この用語は、連続又は不連続の繊維、フィラメント、ヤーン、ロービング、トウ、テープ、織物woven又は不織布、プライ、マットなどを包含する。本明細書で使用する用語浸出するとは結合されることをいい、用語浸出とは結合処理をいう。そのため、カーボンナノチューブ浸出繊維材料とは、自身に結合されたカーボンナノチューブを有する繊維材料をいう。繊維材料へのカーボンナノチューブの結合は、機械的連結、共有結合、イオン結合、π‐π相互作用π‐スタッキング相互作用、及び/又はファンデルワールス力の介在による物理吸着などが含まれ得る。ある実施形態では、カーボンナノチューブは繊維材料に直接結合される。他の実施形態では、カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの成長を仲介するために用いられるバリアコーティング及び/又は触媒ナノ粒子を介して繊維材料に間接的に結合される。カーボンナノチューブを繊維材料に浸出させる具体的な方法は、結合モチーフbondingmotifと呼ばれる。本明細書で使用する用語架橋結合する又は架橋結合されたとは、カーボンナノチューブと少なくとも1つの他の材料との間の化学的相互作用又は電子的結合をいう。架橋結合は、様々な実施形態においてイオン結合、共有結合及び/又はπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。本明細書で使用する用語ナノ粒子とは、球のなど価直径が約0.1nmから約100nmの間の直径を有する粒子をいうが、ナノ粒子は必ずしも形状が球形である必要はない。本明細書で使用する用語触媒ナノ粒子とは、カーボンナノチューブの成長を仲介する触媒活性を保有するナノ粒子をいう。本明細書で使用する用語遷移金属とは、周期表のd‐ブロック3族から12族におけるあらゆる元素又はその合金をいう。また、用語遷移金属塩とは、あらゆる遷移金属化合物例えば、遷移金属元素の酸化物、炭化物、窒化物などをいう。カーボンナノチューブを合成するために適した触媒ナノ粒子を形成する例示的な遷移金属は、例えば、Ni、Fe、Co、Mo、Cu、Pt、Au、Ag、並びにこれらの合金、塩及び混合物が挙げられる。本明細書で使用する用語サイジング剤又はサイジングとは、繊維材料の製造において、繊維材料を完全な状態で保護するか、繊維材料とマトリックス材料との間の界面相互作用を向上させるか、及び/又は繊維材料の特定の物理的特性を変更及び/又は向上させるためのコーティングとして使用される材料をいう。本明細書で使用する用語巻き取り可能な長さ又は巻き取り可能な寸法とは、等価的に、カーボンナノチューブ浸出後に繊維材料をスプールspool又はマンドレルmandrelに巻き取っておくことが可能な、長さの限定されない、繊維材料の有する少なくとも1つの寸法をいう。巻き取り可能な寸法の繊維材料は、繊維材料へのカーボンナノチューブ浸出のためのバッチ処理又は連続処理のいずれかの使用を示す少なくとも1つの寸法を有する。市販の巻き取り可能な寸法の例示的な炭素繊維材料は、800テックス1テックス=1g/1,000m又は620ヤード/ポンドの寸法を有するAS412k炭素繊維トウGrafilInc、カルフォルニア州サクラメントである。工業用の炭素繊維のトウは、例えば、5、10、20、50及び100ポンドのスプールで入手され得るが、より大きなスプールには特注を必要とする場合もある。本明細書で使用する用語長さが均一とは、約1μmから約500μmの範囲にあるカーボンナノチューブ長に関して、カーボンナノチューブが、カーボンナノチューブの全長の±約20又はそれ未満の許容誤差を伴う長さを有する状態をいう。極めて短いカーボンナノチューブ長例えば、1μm~4μmなどでは、この誤差は、±約1μm、即ち、カーボンナノチューブの全長の約20よりも若干大きくなるであろう。本明細書で使用する用語密度分布が均一とは、繊維材料上のカーボンナノチューブ密度が、カーボンナノチューブで覆われる繊維材料表面積に関して被覆率±約10の許容誤差を有する状態をいう。本明細書で使用する用語マトリックス材料とは、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を、ランダム配向、整列配向、垂直配向、平行配向、及びその組合せなどの特定の配向に組織化する働きができる複合材料中の連続相をいう。例示的マトリックス材料としては、例えば、ポリマー、金属、ガラス及びセラミックが挙げられる。本明細書で使用する用語連続プロセスとは、実質的に途切れずに動作する複数段階のプロセスをいう。ある実施形態では、本開示は、繊維材料と当該繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層とを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料について説明する。前記浸出カーボンナノチューブは、前記繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に、繊維材料に又はその両方に架橋結合される。様々な実施形態では、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブは、少なくとも部分的に架橋結合された状態である。ある実施形態では、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層内にある他のカーボンナノチューブに架橋結合される。他の実施形態では、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、繊維材料に架橋結合される。さらに他の実施形態では、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層内にある他のカーボンナノチューブに及び繊維材料に架橋結合される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの架橋結合は、カーボンナノチューブと別の材料との間の化学的又は電子的相互作用を経て実行することができる。すなわち、本発明の実施形態によれば、架橋結合は、カーボンナノチューブと別の材料との間に共有結合を形成するばかりでなく、その間のエネルギー的に有利な電子結合も含むことができる。例えば、ある実施形態では、架橋結合は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと別の材料との間にイオン結合を含むことができる。他の実施形態では、架橋結合は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと別の材料とのπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。しかし、さらに他の実施形態では、架橋結合は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと別の材料との共有結合を含むことができる。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの架橋結合は、ある実施形態では、カーボンナノチューブ上の1つの点にて実行することができる。しかし、他の実施形態では、カーボンナノチューブとの架橋結合は、カーボンナノチューブ上の複数の点すなわち2つ以上にて実行することができる。カーボンナノチューブと別の材料との間に複数の相互作用点があると、その結果、その間にエネルギー的にさらに有利な相互作用及び/又はより強力な共有結合が生じることが当業者には認識されよう。特に、カーボンナノチューブと別の材料との間に複数のπ‐スタッキング相互作用がある場合は、その間の相互作用の強度が共有結合のそれに近づくか又は上回ることさえある。ある実施形態では、架橋ポリマーが、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する。一般に、カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成するように動作可能な架橋ポリマーは、カーボンナノチューブの芳香環と相互作用することができる剛体棒芳香族ポリマーである。カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成することができる例示的剛体棒芳香族ポリマーは、米国特許第7,241,496号、第7,244,407号、第7,296,576号及び第7,344,691号で説明されており、それぞれを参照により全体を本明細書に組み込むものとする。ある実施形態では、架橋ポリマーは、ポリフェニレンエチレンである。本実施形態を実践するのに適した例示的剛体棒芳香族ポリマーは、KENTERAであり、これはZyvexPerformanceMaterialsオハイオ州コロンバスから入手可能である。本明細書で説明する様々な実施形態のいずれでも、カーボンナノチューブを浸出した繊維材料としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、及び有機繊維例えばアラミド繊維を挙げることができる。繊維材料のさらに特定の例としては、例えば、炭化珪素SiC繊維、炭化ホウ素B4C繊維、窒化珪素Si3N4繊維、酸化アルミニウムAl2O3繊維及びその様々な組合せを挙げることができる。炭素繊維は、繊維の生成に用いられる前駆体そのいずれもが本明細書に記載される様々な実施形態に使用可能、即ち、レーヨン、ポリアクリロニトリルPAN及びピッチpitchに基づいて3種類に分類される。セルロース系材料であるレーヨン前駆体から作られる炭素繊維は、約20という比較的低い炭素含有率を有し、繊維は低強度及び低剛性の傾向がある。対照的に、PAN前駆体は、約55の炭素含有率を有し、表面欠陥が最小限であるため優れた引張強度を有する炭素繊維を提供する。石油アスファルト、コールタール及びポリ塩化ビニルに基づくピッチ前駆体もまた、炭素繊維の生成に使用することができる。ピッチは、相対的に安価で炭素収率が高いが、得られる炭素繊維に対する既知のバッチ処理に不均一性の問題があることがある。様々な実施形態では、繊維材料は、連続長である。様々な実施形態では、繊維材料は、約1μmから約100μmの間の範囲の直径を有する。この範囲の直径を有する連続長の繊維材料は、様々な販売元から容易に入手可能である。様々な実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、単独のフィラメントを含むもの、さらに複数の繊維を含むものなど、様々な形態のいずれであってもよい。以下で説明するように、連続長の繊維材料は、これにカーボンナノチューブを浸出するための連続プロセスを容易にできることが当業者には認識されるであろう。様々な実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、例えばフィラメント、ロービング、ヤーン、繊維トウ、テープ、組物braids、織物wovenfabric、不織布、繊維プライ及び繊維マットなどの非限定的な形態でよい。非限定的な例として、図3は、カーボンナノチューブ浸出繊維材料の織物内にある炭素繊維トウの例示的なSEM画像を示す。さらに、上述したカーボンナノチューブ浸出繊維の様々な織った形態及び織らない形態は、所望に応じて、カーボンナノチューブを含まないものなど、これら及び他の繊維タイプのあらゆる混合物を含むことができる。様々な実施形態では、長さ及び密度分布が均一なカーボンナノチューブを、巻き取り可能な長さのフィラメント、ロービング、繊維トウ、テープ、織物fabric及び他の3次織布構造threedimensionalwovenstructureに浸出することができる。様々なフィラメント、繊維トウ、ヤーン、マット、織物woven及び不織布などにカーボンナノチューブを直接浸出することができるが、カーボンナノチューブ浸出繊維である元の繊維トウ、糸などから、このような比較的高い規則構造を生成することも可能である。例えば、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を、カーボンナノチューブ浸出繊維トウから織物wovenfabricに変形することができる。フィラメントは、通常、約1μmから約100μmの範囲の直径を有する高い縦横比の繊維を含む。ロービングは、撚り合わせて細くした異物のない繊維からなる軟質ストランドを含む。繊維トウは、通常、フィラメントを結合した束bundleであり、ある実施形態では、これが撚り合わされてヤーンとなる。ヤーンには、撚り合わされたフィラメントを密に結合した束が含まれるが、この場合、ヤーンにおける各フィラメントの直径は、比較的均一である。ヤーンには、テックスtex1000リニアメーター当たりのグラム重量として示される又はデニールdenier10,000ヤード当たりのポンド重量として示されるで表される様々な重量がある。ヤーンに関して、標準的なテックス範囲は、通常、約200テックスから約2000テックスまでである。繊維組物fiberbraidsは、繊維が高密度に詰め込まれたロープ状構造体を示す。このようなロープ状構造体は、例えば、ヤーンから組まれる。組上げ構造体は中空部分を含んでもよく、或いは、別のコア材料の周囲に組まれてもよい。み立てることができる。繊維トウは、撚り合わされていないフィラメントを結合した束も含むことができる。ヤーンと同様に、繊維トウにおける個々のフィラメントの直径は概して均一である。また、繊維トウも様々な重量を有し、テックス範囲は、通常、約200テックスから約2000テックスの間である。加えて、繊維トウは、例えば、12Kトウ、24Kトウ、48Kトウなどの繊維トウ内にある数千のフィラメントの数により、しばしば特徴付けられる。テープは、例えば、織物又は不織の扁平繊維トウとして組まれる繊維材料である。テープは様々な幅を持ち、通常、リボン同様の両面構造体である。本明細書に記載される様々な実施形態において、カーボンナノチューブは、テープの一面又は両面の繊維材料に浸出する。また、種類、直径又は長さの異なるカーボンナノチューブが、テープの各面で成長可能であり、これは特定の用途で有利になることがある。同時係属中である出願人の米国特許出願に記載されるように、巻いたテープへのカーボンナノチューブの浸出は、連続的な方法で実施される。ある実施形態において、繊維材料は、織物又はシート状構造体に構成される。これらには、前述のテープに加えて、例えば、織物、不織布マット及び繊維プライが含まれる。このようなより高い規則構造は、カーボンナノチューブが既に浸出した状態の、元となる繊維トウ、ヤーン、フィラメントなどから作ることができる。テープの場合のように、このような比較的高い規則構造は、本明細書で説明する手順に従ってカーボンナノチューブを直接浸出させることもできる。出願人の同時係属特許出願で説明したように、繊維材料は、繊維材料上にカーボンナノチューブを成長させる目的で、その上に触媒ナノ粒子の層通常は単分子層以内を提供するように改質される。様々な実施形態では、カーボンナノチューブの成長を仲介するために使用される触媒ナノ粒子は、遷移金属及びこれらの種々の塩である。ある実施形態では、触媒ナノ粒子は、例えば浸漬コーティング、溶射コーティング、プラズマ蒸着、蒸着技術、電着技術、及び当業者に知られている他のプロセスなどの技術を使用して繊維材料上に付着させることができる。カーボンナノチューブは、そのキラリティに応じて金属質、半金属質又は半導電性となり得る。カーボンナノチューブのキラリティを示すために確立された命名システムが当業者には認識されており、2つの指数n,mで識別され、ここで、n及びmは、管状構造に形成された場合の六方晶系のグラファイトの切断部及び巻き方を表す整数である。キラリティに加えて、カーボンナノチューブの直径は、その電気伝導性及び関連する熱伝導性の特性にも影響する。カーボンナノチューブを合成する際に、カーボンナノチューブの直径は、一定のサイズの触媒ナノ粒子を使用することによって制御することができる。通常、カーボンナノチューブの直径は、その構成に触媒作用を及ぼす触媒ナノ粒子の直径に近い。したがって、カーボンナノチューブの特性は、1つの点では、例えばカーボンナノチューブの合成に使用する触媒ナノ粒子のサイズを調節することによって制御することができる。非限定的な例として、約1nmの直径を有する触媒ナノ粒子を使用して、繊維材料に単層カーボンナノチューブを浸出することができる。より大きい触媒ナノ粒子は、主に多層カーボンナノチューブを作成するために使用され、これらはナノチューブ層が複数あるため又は単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブの混合であるため、さらに大きい直径を有する。多層カーボンナノチューブは、通常、単層カーボンナノチューブより複雑な伝導性プロファイルを有する。何故なら、壁間反応が個々のナノチューブ層間に生じて電流を不均一に再配分することがあるからである。対照的に、単層カーボンナノチューブでは、異なる部分にまたがる電流に変化がない。本発明の繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブのタイプは、通常、無制限に変更することができる。様々な実施形態では、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブは、例えば任意の数のフラーレン族の炭素の円筒形同素体であり、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、及びその任意の組合せがある。ある実施形態では、カーボンナノチューブを、フラーレン状構造で閉塞することができる。言い換えると、カーボンナノチューブは、このような実施形態では閉鎖端を有する。しかし、他の実施形態では、カーボンナノチューブは、開放端のままである。ある実施形態では、閉塞されたカーボンナノチューブの端は、適切な酸化剤例えばHNO3/H2SO4で処理することによって開口できる。ある実施形態では、カーボンナノチューブは他の物質を封入する。ある実施形態では、カーボンナノチューブは、繊維材料に浸出された後に共有結合的に機能化することができる。機能化を使用して、例えば、バルク複合マトリックス材に対するカーボンナノチューブの適合性を増大させることができる。ある実施形態では、プラズマプロセスを使用して、カーボンナノチューブの機能化を促進することができる。ある実施形態では、繊維材料はバリアコーティングをさらに含む。例示的なバリアコーティングは、例えば、アルコキシシラン、メチルシロキサン、アルモキサン、アルミナナノ粒子、スピンオンガラス及びガラスナノ粒子を含むことができる。例えば1つの実施形態では、バリアコーティングは、Accuglass登録商標T-11スピンオンガラスHoneywellInternationalInc、ニュージャージー州モリスタウンである。ある実施形態では、カーボンナノチューブ合成のための触媒ナノ粒子は、未硬化のバリアコーティング材料と組み合わせて、一緒に繊維材料に塗布することができる。他の実施形態では、バリアコーティング材料は、触媒ナノ粒子が付着する前に繊維材料に添加することができる。一般的に、バリアコーティングは、カーボンナノチューブ成長のための炭素原料ガスに触媒ナノ粒子を晒せるほど十分に薄い。ある実施形態では、バリアコーティングの厚さは、実質的に触媒ナノ粒子の有効直径以下である。ある実施形態では、バリアコーティングの厚さは、約10nmから約100nmの間の範囲である。他の実施形態では、バリアコーティングの厚さは、40nmを含む約10nmから約50nmの間の範囲である。ある実施形態では、バリアコーティングの厚さは、約10nm未満であり、約1nm、約2nm、約3nm、約4nm、約5nm、約6nm、約7nm、約8nm、約9nm、及び約10nmと、これらの中間のすべての値とその端数を含む。理論に拘束されるものではないが、バリアコーティングは、繊維材料とカーボンナノチューブの中間層として機能し、カーボンナノチューブを繊維材料に機械的に浸出させる。バリアコーティングを介したこのような機械的浸出は、カーボンナノチューブを成長させる頑強なシステムを提供し、繊維材料がカーボンナノチューブを組織化するための土台として機能する一方、さらに有益なカーボンナノチューブ特性を繊維材料に付加する。さらに、バリアコーティングを含めることの利点は、例えば、水分への曝露による化学的損傷及び/又はカーボンナノチューブの成長促進に使用される高温における熱損傷から繊維材料を保護するという点もある。触媒ナノ粒子を付着させた後、カーボンナノチューブを成長させるための化学蒸着CVD系のプロセス又は他のプロセスを使用して、繊維材料上に浸出カーボンナノチューブを連続的に成長させる。その結果のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、それ自体が複合材料構造である。カーボンナノチューブ合成の例示的なプロセスは、例えば、マイクロキャビティ、熱又はプラズマCVD技術、レーザアブレーション、アーク放電、火炎合成及び高圧一酸化炭素HiPCO合成が挙げられ、これらはすべて当業者に知られている。ある実施形態では、CVD系成長プロセスは、カーボンナノチューブの成長が電界方向に従うように、成長プロセス中に電界を与えることによってプラズマ助長することができる。上述のプロセスによって作成されたカーボンナノチューブ浸出繊維材料では、合成中に成長の配向を制御する措置をとらない限り、浸出カーボンナノチューブは、通常、繊維材料の表面に対して実質的に垂直になるように繊維材料に浸出される。出願人は、例えばカーボンナノチューブの成長中に電界又は磁界の方向を適切にすることによって、浸出カーボンナノチューブが繊維材料の長手軸に対して実質的に平行になるように、カーボンナノチューブを繊維材料に浸出できることを発見した。すなわち、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を、カーボンナノチューブ成長プロセスから直接得ることができる。実質的に平行に配列されたカーボンナノチューブをカーボンナノチューブ成長プロセスから得られない場合は、以降でより詳細に説明するように、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層内で再配向することができる。ある実施形態では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブをさらに含むことができる。成長状態に応じて、追加のカーボンナノチューブは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層に対して実質的に垂直に配列されるように、又は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層に実質的に平行に配列されるように成長させることができる。すなわち、ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される。繊維材料上の実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層のように、最初は実質的に平行に配列されていないどのような追加のカーボンナノチューブでも、以降で説明するプロセスに従って再配向することができる。追加のカーボンナノチューブの合成は、浸出カーボンナノチューブを成長させるために説明した上述の技術のいずれでも実行することができる。さらに、浸出カーボンナノチューブ及び追加のカーボンナノチューブの成長は、同じ又は異なるカーボンナノチューブ成長プロセスで実行することができる。一般的に、追加のカーボンナノチューブは、上述したカーボンナノチューブのタイプのいずれでもよい。すなわち、追加のカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、又は多層カーボンナノチューブでよく、その開放端型及び閉鎖端型並びにその派生物を含む。ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブと浸出カーボンナノチューブは同じものである。しかし、他の実施形態では、追加のカーボンナノチューブと浸出カーボンナノチューブは異なる。浸出カーボンナノチューブと追加のカーボンナノチューブとが異なる場合、その相違は、例えばカーボンナノチューブのタイプの相違、直径の相違、長さの相違、又は機能化のタイプの相違を挙げることができる。上述したように、浸出カーボンナノチューブは、バリアコーティングに埋め込まれた触媒ナノ粒子から成長し、浸出カーボンナノチューブは、同時に又はその後に、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するために配向される。本発明の実施形態では、追加のカーボンナノチューブは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に直接付着している触媒ナノ粒子から成長する。すなわち、追加のカーボンナノチューブは、それ自体、バリアコーティングを介して繊維材料に浸出されない。しかし、ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に架橋結合することができる。ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、相互に、又は相互及び実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの両方に架橋結合することができる。このような架橋結合の結果、追加のカーボンナノチューブは、容易に外れないように繊維材料に良好に付着することができる。追加のカーボンナノチューブの架橋結合は、上述した技術のいずれかで遂行することができる。ある実施形態では、繊維材料上に成長したカーボンナノチューブは、例えば水分、酸化、摩耗、圧縮及び/又は他の環境条件から繊維材料を保護するためのサイジング剤として作用するなど、さらなる目的に役立つことができる。このようなカーボンナノチューブ系のサイジング剤は、従来のサイジング剤の代わりに、又はそれに加えて繊維材料に塗布することができる。カーボンナノチューブ系のサイジング剤は、カーボンナノチューブ浸出繊維材料と複合材料のマトリックス材料との界面としても機能することができる。従来のサイジング剤が存在する場合、それは繊維材料上のカーボンナノチューブの浸出及び成長の前後に塗布することができる。従来のサイジング剤は、タイプ及び機能が多種多様であり、例えば界面活性剤、帯電防止剤、潤滑剤、シロキサン、アルコキシシラン、アミノシラン、シラン、シラノール、ポリビニルアルコール、デンプン、及びその混合物が挙げられる。このような従来のサイジング剤を使用して、カーボンナノチューブ自体を様々な状態から保護する、又はカーボンナノチューブが与えられていない繊維材料にさらなる特性を付与することができる。ある実施形態では、カーボンナノチューブが成長する前に、従来のサイジング剤を繊維材料から除去することができる。任意選択で、従来のサイジング剤を、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブ成長状態との適合性がさらに高い別の従来のサイジング剤と交換することができる。追加のカーボンナノチューブを合成した後、任意選択で触媒ナノ粒子をカーボンナノチューブ浸出繊維材料から除去することができる。ある実施形態では、酸浴槽処理で触媒ナノ粒子を除去することができる。ある実施形態では、浸出カーボンナノチューブ及び/又は追加のカーボンナノチューブを例えばカーボンナノチューブ浸出繊維材料の液体臭素処理によってさらに精製することができる。別の実施形態では、追加のカーボンナノチューブが、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された後、さらなる触媒ナノ粒子を再度付着させることができ、それでも繊維材料上にさらにカーボンナノチューブを成長させることができる。したがって、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、自身上に任意の数のカーボンナノチューブ層を成長させることができる。ある実施形態では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、自身上に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの単層を有する。すなわち、このような実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの単層を含む。他の実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、合計でN個の層1個の実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層及び実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長したN-1個の追加のカーボンナノチューブ層を有することができる。ある実施形態では、層の合計数は1から約50の間である。ある実施形態では、層の合計数は1から約25の間である。他の実施形態では、層の合計数は、約2から約10の間、又は約2から約5の間、又は約5から約25の間、又は約25から約50の間である。一般に、出願人の同時係属特許出願に記載されたカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、他の方法で生成できるよりはるかに高いカーボンナノチューブの担持量割合を有する。例えば、このようなカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、重量で約1から約30、又は約40もの浸出カーボンナノチューブを含むことができる。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料において複数のカーボンナノチューブ層の選択肢を設けることによって、本発明の実施形態では、繊維材料上にさらに高い重量パーセントのカーボンナノチューブを成長させることができる。ある実施形態では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、元の繊維材料に対して重量で最大約2000のカーボンナノチューブを含むことができる。ある実施形態では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、元の繊維材料に対して重量で約1から約2000又は約1から約1000又は約1から約500又は約1から約200のカーボンナノチューブを含むことができる。他の実施形態では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、元の繊維材料に対して重量で約5から約50又は約10から約40のカーボンナノチューブを含むことができる。選択されたカーボンナノチューブの重量パーセントは、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を使用する所与の用途によって規定することができ、本開示の利点を考慮すれば、当業者は、特定の用途に対して望ましい重量パーセントを有するカーボンナノチューブ浸出繊維材料を作成することができる。カーボンナノチューブの層数に加えて、繊維材料上に成長したカーボンナノチューブの重量パーセントは、カーボンナノチューブの平均長によって決定することもできる。したがって、所与のカーボンナノチューブの重量パーセントに対して、カーボンナノチューブの長さとカーボンナノチューブの層数との両方を変更して、所望の重量パーセントを達成することができる。以前に述べたように、本明細書で説明する様々な実施形態では、浸出カーボンナノチューブの長さと追加のカーボンナノチューブの長さとは実質的に同じであっても、又は異なっていてもよい。直後に説明するように、異なる長さのカーボンナノチューブは、異なる特性を繊維材料に付与するために用いることができる。したがって、浸出カーボンナノチューブと追加のカーボンナノチューブとが実質的に異なる長さを有する実施形態では、異なる特性を本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料の内部領域及び外部領域に選択的に付与することができる。一般に、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料のカーボンナノチューブの長さは、広範囲にわたって変化することができる。さらに、浸出カーボンナノチューブの長さと追加のカーボンナノチューブの長さとは、別個に変更することができる。ある実施形態では、カーボンナノチューブの平均長は、約1μmから約10μmの間である。このような長さを有するカーボンナノチューブは、例えば、剪断強度を増大する用途で有用になり得る。他の実施形態では、カーボンナノチューブの平均長は、約5μmから約70μmの間である。このような長さを有するカーボンナノチューブは、例えば、特に本発明の実施形態のようにカーボンナノチューブが繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される場合に引張強度を増大させるために有用になり得る。さらに他の実施形態では、カーボンナノチューブの平均長は、約10μmから約100μmの間である。このような長さを有するカーボンナノチューブは、機械的特性に加えて、例えば電気的特性及び熱伝導特性を改善するために有用であり得る。ある実施形態では、カーボンナノチューブの平均長は約100μmから約500μmの間である。このような長さを有するカーボンナノチューブは、例えば電気的及び熱的な伝導特性を改善するために特に有用になり得る。また、約50μmより長い長さを有するカーボンナノチューブは、例えば難燃性を与えるために特に有用になり得る。ある実施形態では、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブは、通常、長さが均一である。ある実施形態では、カーボンナノチューブの平均長さは、約1μmから約500μmの間であり、それは約1μm、約2μm、約3μm、約4μm、約5μm、約6μm、約7μm、約8μm、約9μm、約10μm、約15μm、約20μm、約25μm、約30μm、約35μm、約40μm、約45μm、約50μm、約60μm、約70μm、約80μm、約90μm、約100μm、約150μm、約200μm、約250μm、約300μm、約350μm、約400μm、約450μm、約500μm、及びその間のすべての値及びその間の部分的範囲を含む。ある実施形態では、カーボンナノチューブの平均長さは、約1μm未満であり、それは例えば約0.5μm、及びその間のすべての値及びその間の部分的範囲を含む。ある実施形態では、カーボンナノチューブの平均長さは、約1μmから約10μmの間であり、それは例えば約1μm、約2μm、約3μm、約4μm、約5μm、約6μm、約7μm、約8μm、約9μm、約10μm、及びその間のすべての値及びその間の部分的範囲を含む。さらに他の実施形態では、カーボンナノチューブの平均長さは、約500μmより大きく、それは例えば約510μm、約520μm、約550μm、約600μm、約700μm、及びその間のすべての値及びその間の部分的範囲を含む。さらに他の実施形態では、カーボンナノチューブの平均長さは、約5μmから約50μmの間又は約5μmから約25μmの間である。ある実施形態では、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブは、通常、密度分布が均一であり、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ密度の均一性と呼ばれる。以上で定義されたように、均一な密度分布の誤差はカーボンナノチューブが浸出された繊維材料表面積の約±10である。非限定的な例として、この誤差は、8nmの直径及び5つの層を有するカーボンナノチューブの場合には、約±1500本カーボンナノチューブ/μm2と同等である。このような数字は、カーボンナノチューブ内部の空間が充填可能であると仮定している。ある実施形態では、繊維材料の被覆率すなわち、カーボンナノチューブによって被覆された繊維材料表面積の割合として表される最大カーボンナノチューブ密度が、約55という高い値になることがあるが、これもカーボンナノチューブが8nmの直径、5つの層及び充填可能な内部空間を有すると仮定している。55の表面積被覆率は、参照した寸法を有するカーボンナノチューブの場合に、約15,000本カーボンナノチューブ/μm2と同等である。ある実施形態では、被覆率の密度は、最大で約15,000本カーボンナノチューブ/μm2である。繊維材料の表面上の触媒ナノ粒子の配置、カーボンナノチューブ成長条件への繊維の曝露時間、及びカーボンナノチューブを繊維材料に浸出するために使用する実際の成長条件自体を変更することによって、広範囲のカーボンナノチューブ密度分布を達成できることは当業者には認識されよう。さらに、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブは、同様に密度分布が実質的に均一で、広範囲の密度分布にわたって変えることもできる。以上の計算は、自身上に成長した追加のカーボンナノチューブではなく、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層のみを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料に関してであることに留意されたい。出願人は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを含む本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料において予想される引張強度の向上を計算するために、マイクロメカニカルモデルを開発した。そのモデルでは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層及び追加の実質的に平行に配列されたカーボンナノチューブの可変層を含む繊維材料について考察した。モデルは、理想的なカーボンナノチューブ配列と各層におけるKENTERAとの架橋結合を仮定する。ここでKENTERAは、カーボンナノチューブが繊維材料と同じ比率で歪むようなカーボンナノチューブと繊維材料との間に最適化された付着を生成する。すなわち、カーボンナノチューブは繊維材料上で滑らない。出願人のモデルによると、そのシステムは、カーボンナノチューブ又は繊維材料のいずれかが破損した場合に破損するものと仮定される。カーボンナノチューブは繊維材料よりはるかに高い引張強度を有するので、モデルでは常に繊維の損傷が最初に観察される。13層のカーボンナノチューブ1層の実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ及び12層の追加のカーボンナノチューブを有するカーボンナノチューブ浸出繊維材料の場合、1833ksiという引張強度の計算値が決定され、したがって、従来の繊維材料に対して2倍を超える引張強度の増大を実現できることが確認された。実際には、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、自身上に十分なカーボンナノチューブ層が付着している場合、繊維材料の損傷に耐えることが可能である。すなわち、カーボンナノチューブは、機械的欠陥をつなぐ能力があるので、繊維材料の損傷後、効果的に機械的支持を提供することができる。したがって、実際の引張強度の向上は、上述の計算よりはるかに高いことがある。他の様々な実施形態では、本開示は、カーボンナノチューブ浸出繊維材料の生産方法及びそれから生成される複合材料を提供する。ある実施形態では、本開示の方法は、繊維材料と当該繊維材料に浸出されて繊維材料の表面に対して実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブとを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供することと、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するように実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向すること、とを含む。ある実施形態では、本発明の方法は、実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を相互に、繊維材料に又は繊維材料と相互との両方に架橋結合することを、さらに含む。上述したように、架橋結合は、ある実施形態では共有結合を、他の実施形態ではπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。これも上述したように、架橋ポリマーは、ある実施形態では実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成することができる。ある実施形態では、本発明の方法は、触媒ナノ粒子を実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に付着させることと、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、追加のカーボンナノチューブを配向することとを、さらに含む。ある実施形態では、本発明方法は、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部と架橋結合することを、さらに含む。このような架橋結合は、また、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部が、相互に、又は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと相互の両方に架橋結合されることを、さらに含むことができる。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの場合のように、架橋結合は、様々な実施形態では共有結合又はπ‐スタッキング相互作用を含むことができ、架橋結合はある実施形態では架橋ポリマーによって促進することができる。実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を作成すると、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するために浸出カーボンナノチューブの再配列を実行することができる。以降で説明するように、機械的プロセス又は化学的プロセスによって、実質的に平行な配向に実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配列することができる。別の実施形態では、カーボンナノチューブの合成と同時に実質的に平行な配列を実行することができる。以上で言及したように、カーボンナノチューブの成長プロセス中に適切に方向付けられた電界又は磁界を使用することにより、カーボンナノチューブの合成と同時にカーボンナノチューブを配列し、実質的に平行な配向にすることができる。浸出カーボンナノチューブと同様に、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブも、上述した技術のいずれかを使用して配向又は再配向することができる。カーボンナノチューブを形成する際に、成長は印加された電界又は磁界の方向に向かう傾向がある。カーボンナノチューブを実質的に平行に配列する電気機械的手段は、例えば、成長プロセス中にカーボンナノチューブが繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、カーボンナノチューブの成長中に繊維材料に実質的に平行に指向された電界又は磁界を使用することを含む。実質的に平行に配列されたカーボンナノチューブを生成するカーボンナノチューブ成長プロセスにおいて、プラズマ溶射などの炭素原料源の配置geometry及び電界又は磁界を適切に調節することにより、カーボンナノチューブの合成後に別個の再配列ステップを回避することができる。カーボンナノチューブを実質的に平行に配列する機械的手段は、例えば押出成形、引抜成形、ガス圧補助ダイス、従来のダイス、及びマンドレルを含むことができる。以上の技術及び繊維材料の長手軸の方向に剪断力を加える他の関連技術を使用すると、その上にあるカーボンナノチューブを実質的に垂直の配向から、繊維材料の長手軸に実質的に平行な配向へと再配列することができる。繊維材料上のカーボンナノチューブを実質的に平行に配列する化学的手段は、溶媒、界面活性剤、及びマイクロエマルジョンを使用することを含み、その結果、繊維材料がこれらの化学物質を含む液体から引き出されるにつれ、被覆効果が生じる。したがって、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を液体から引き出すと、その上にあるカーボンナノチューブの少なくとも幾つかを再配列して、実質的に平行な配向にすることができる。ある実施形態では、化学的プロセスは、カーボンナノチューブの少なくとも一部を架橋結合することを含む。このような架橋結合は、上述したような架橋ポリマーを使用して実行することができる。ある実施形態では、電気機械的、機械的及び/又は化学的手段の組合せを使用して、カーボンナノチューブ浸出繊維材料内で所望のカーボンナノチューブの配列度合を達成することができる。すなわち、初期の配列手順で、所望の配列度合が生成されない場合は、配列手順を何回か繰り返すか、又は異なる配列手順を使用することができる。ある実施形態では、本発明方法に使用する繊維材料は、連続長である。すなわち、繊維材料は、連続的なカーボンナノチューブ成長プロセスを使用して繊維材料上でカーボンナノチューブが成長できるように、巻き取り可能な長さである。さらに、実質的に平行な配向にカーボンナノチューブを配列することは、連続的なカーボンナノチューブ成長プロセスと動作可能に連動することができる。図4は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを有するカーボンナノチューブ浸出繊維材料を作成することができる例示的な化学的プロセスを示す。繊維材料400をスタートとして、カーボンナノチューブ浸出繊維材料401を、本明細書や出願人の同時係属特許出願にも記載されている連続カーボンナノチューブ成長手順に従って最初に作成する。カーボンナノチューブ浸出繊維材料401は、繊維表面に対して実質的に垂直に配列される状態で繊維材料400に浸出されたカーボンナノチューブ402を有する。次に、カーボンナノチューブ浸出繊維材料401を処理して、カーボンナノチューブ間に架橋結合403を形成し、それによって架橋結合したカーボンナノチューブ浸出繊維材料404を形成する。この時点で、架橋結合したカーボンナノチューブ405は、まだ、繊維表面に対して実質的に垂直に配列されている。その後、架橋結合したカーボンナノチューブ405を、平行に配列されたカーボンナノチューブ浸出繊維材料406に実質的に平行に配列するように再配向する。ここで、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブは、平行に配列されたカーボンナノチューブ浸出繊維材料406上に層407を形成する。任意選択で、カーボンナノチューブを形成するのに適した追加の触媒ナノ粒子を、層407上に付着させ、追加のカーボンナノチューブをその上に成長させることができるステップは図示せず。追加のカーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に対して実質的に平行に配列された状態で成長するか、上述した再配列技術のいずれかによって再配向して、層407上に追加のカーボンナノチューブ層408を形成することができる。追加のカーボンナノチューブは、その間の架橋結合及び/又は層407内の実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブとの架橋結合を含むことができる。このプロセスで、多層の平行に配列されたカーボンナノチューブ浸出繊維材料409が形成される。その後、触媒付着、カーボンナノチューブ成長、カーボンナノチューブ配向、及び任意選択で架橋結合操作を繰り返すことによって、層408上に追加のカーボンナノチューブのさらなる層を成長させることができる。任意選択で、触媒ナノ粒子は、各層を付着させた後に除去することができるが、触媒の除去は決して必須ではない。ある実施形態では、本開示の方法は、繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブを再配列する別個の操作をせずに実行することができる。すなわち、ある実施形態では、繊維材料へのカーボンナノチューブ浸出は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブの合成から直接得られるように実行することができる。ある実施形態では、本開示の方法は、連続繊維材料を提供することと、電界又は磁界の存在下で連続繊維材料上にカーボンナノチューブ層を成長させることと、を含む。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように、連続繊維材料に浸出される。電界又は磁界は、浸出されたカーボンナノチューブが繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように指向される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブをカーボンナノチューブの合成により直接得る場合、ある実施形態ではカーボンナノチューブを架橋結合することもできる。すなわち、ある実施形態では、本発明の方法は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を相互に、繊維材料に、又は繊維材料と相互との両方に架橋結合することをさらに含む。上述したように、架橋結合は、ある実施形態では浸出カーボンナノチューブとの共有結合を、他の実施形態では浸出カーボンナノチューブとのπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。ある実施形態では、架橋ポリマーは実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する。このケースの架橋結合は、浸出カーボンナノチューブが実質的に平行な配向に予め配列された後に実行されることに留意されたい。その後、架橋結合された実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを含む繊維材料でのさらなる作業は、上述した手順と同様に進行する。すなわち、ある実施形態では、上記方法は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させることと、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、連続繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように、追加のカーボンナノチューブを配向することとを、さらに含む。ある実施形態では、方法は、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に架橋結合することを、さらに含む。このような架橋結合は、また、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を相互に、又は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと相互との両方に架橋結合することも含むことができる。浸出カーボンナノチューブのように、架橋結合は様々な実施形態では共有結合又はπ‐スタッキング相互作用を含むことができ、架橋結合はある実施形態では架橋ポリマーによって促進することができる。ある実施形態では、本開示の方法は、繊維材料と当該繊維材料に浸出されて繊維材料の表面に対して実質的に垂直に位置合わせされたカーボンナノチューブとを含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料を提供することと、架橋結合した実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを形成するために架橋ポリマーをカーボンナノチューブ浸出繊維材料に添加することと、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋結合浸出カーボンナノチューブ層を形成するように架橋結合した実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブを再配向することと、を含む。架橋ポリマーは、架橋結合した実質的に垂直に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する。ある実施形態では、本明細書で説明する連続カーボンナノチューブ成長プロセスは、連続繊維材料を提供することと、連続カーボンナノチューブ成長プロセスで連続繊維材料上に、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成するように繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブを成長させることと、浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部を相互に、繊維材料に、又はその両方に架橋結合することと、連続繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された架橋結合浸出カーボンナノチューブ層を形成するように、機械的プロセス又は化学的プロセスによって架橋結合浸出カーボンナノチューブを配向することと、を含む。架橋結合は、架橋結合浸出カーボンナノチューブを形成するように浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する架橋ポリマーで浸出カーボンナノチューブを処理することを含む。架橋結合した実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブが、連続カーボンナノチューブ成長プロセスで作成されると、その後、追加のカーボンナノチューブ層の成長を実行する。このような実施形態では、連続カーボンナノチューブ成長プロセスは、架橋結合した実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させることと、架橋結合した実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に追加のカーボンナノチューブを成長させることと、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列されるように追加のカーボンナノチューブを配向することとを、さらに含む。ある実施形態では、連続プロセスは、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を、架橋結合した実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に架橋結合することを、さらに含む。このような架橋結合は、また、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部を相互に、又は架橋結合した実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ及び相互の両方に架橋結合することも含む。浸出カーボンナノチューブのように、架橋結合は、様々な実施形態では共有結合又はπ‐スタッキング相互作用を含むことができ、架橋結合は、ある実施形態では架橋ポリマーで促進することができる。様々な実施形態では、本開示の方法は、カーボンナノチューブ浸出繊維材料をマトリックス材料内に配置することをさらに含み、それによって、複合材料を形成することを含む。様々な実施形態では、本開示は複合材料について説明する。複合材料は、マトリックス材料と、繊維材料及び繊維材料に浸出されたカーボンナノチューブ層を含むカーボンナノチューブ浸出繊維材料とを含む。浸出されたカーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部は相互に、繊維材料に、又は相互及び繊維材料に架橋結合される。様々な実施形態では、架橋結合は共有結合を含むことができ、他の実施形態では、架橋結合はπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。ある実施形態では、架橋ポリマーは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成する。ある実施形態では、本発明の複合材料は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長した追加のカーボンナノチューブをさらに含む。ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列される。すなわち、ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に1つ又は複数の層を形成する。ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部に架橋結合される。ある実施形態では、追加のカーボンナノチューブの少なくとも一部は、相互に、又は実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブと相互の両方にも架橋結合することができる。成長、カーボンナノチューブの実質的に平行な配列、及び架橋結合については、以上でより詳細に考察してきた。様々な実施形態では、本発明の複合材料内のマトリックス材料は、例えばポリマーマトリックス、セラミックマトリックス、ガラスマトリックス及び金属マトリックスを含む。カーボンナノチューブ浸出繊維材料を様々な複合マトリックス材料に組み込むことについては、出願人の同時係属米国特許出願で2010年11月22日出願の第12/952,144号、両方とも2010年11月23日出願の第12/953,434号及び第12/953,447号、及び2010年12月8日出願の第12/963,589号に記載されており、これはそれぞれ参照により全体を本明細書に組み込むものとする。一般に、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー及び弾性ポリマーは、本発明の複合材料にとって適切なポリマー材料である。適切な熱硬化性ポリマーマトリックスは、例えばフタル酸/マレイン酸タイプのポリエステル類、ビニルエステル類、エポキシ類、フェノール類、シアナート類、ビスマレイミド類、及びナディックエンド‐キャップトポリイミド類nadicendcappedpolyimidesが挙げられる。適切な熱可塑性ポリマーマトリックスは、例えば、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリスルホン類、ポリアミド類、ポリカーボネート類、ポリフェニレンオキシド類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリスルフィド類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテルスルホン類、ポリアミドイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリイミド類、ポリアリレート類、及び液晶性ポリエステル類が挙げられる。本明細書で説明する複合材料を形成する際には、多種多様な金属マトリックスを使用することができる。ある実施形態では、金属マトリックスは、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、銀、金、チタン、及びこれらの混合物の少なくとも1つを挙げることができる。金属マトリックスの混合物は合金であってもよい。非限定的な例として、例示的な合金はニッケル‐コバルト合金である。本発明の複合材料に使用するのに適切なセラミックマトリックスは、例えば2元系、3元系又は4元系セラミック材料を挙げることができ、これは様々な実施形態では、炭化物、窒化物、ホウ化物又は酸化物である。例示的なセラミックマトリックスとしては、例えば炭化珪素、炭化タングステン、炭化クロムCr3C2、炭化チタンTiC、窒化チタンTiN、ホウ化チタンTiB2、酸化アルミニウム、窒化珪素Si3N4、SiCN、Fe2N、BaTiO3、リチウム珪酸アルミニウム又はムライト2つの化学量論形態を有する珪酸塩鉱物、すなわち3Al2O32SiO2又は2Al2O3SiO2が挙げられる。ある実施形態では、セラミックマトリックスはセメントである。一般に、本発明の複合材料の繊維材料は、カーボンナノチューブを浸出することができる任意の繊維材料であってよい。ある実施形態では、繊維材料は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維又は有機繊維例えばアラミド繊維であってよい。本発明の複合材料には、様々なタイプのカーボンナノチューブ浸出繊維材料の混合物も含めることができる。さらに、本発明の複合材料には、カーボンナノチューブ浸出繊維材料と、カーボンナノチューブが浸出されていない繊維材料との混合物も含めることができる。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、マトリックス材料内に均一に分布する。しかし、他の実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、マトリックス材料内に不均一に分布する。不均一に分布したカーボンナノチューブ浸出繊維材料を有する実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を、向上した特性のみを複合材料の特定の部分に選択的に付与するために使用することができる。非限定的な例では、表面付近にのみカーボンナノチューブ浸出繊維材料を有する複合材料を使用して、表面熱伝達特性を向上させるか、表面の耐衝撃性を付与することができる。別の実施形態では、異なる長さを有するカーボンナノチューブを、2つ以上の異なる繊維材料に浸出することができ、次にこれを複合材料内に不均一に分布させることができる。例えば、浸出した異なる長さのカーボンナノチューブを有する繊維材料を、複合材料の異なる部分に分布させることができる。このような実施形態では、異なる長さを有するカーボンナノチューブは、これが分布する複合材料の部分を特異的に向上させることができる。非限定的な例では、耐衝撃性を改善するのに十分な長さを有するカーボンナノチューブを繊維材料に浸出して、複合材料の表面付近に分布させることができ、電気伝導性伝播通路を確立するのに十分な長さを有するカーボンナノチューブを繊維材料に浸出して、複合材料の別の領域に分布させることができる。本開示に鑑みて、特性向上の他の組合せは当業者には想定可能である。別の実施形態では、不均一な分布とは、複合材料内のカーボンナノチューブ浸出繊維材料の傾斜分布を含む。ある実施形態では、本発明の複合材料は、重量で約0.1から約25の範囲のカーボンナノチューブを含むことができる。他の実施形態では、複合材料は、重量で約1から約15の範囲のカーボンナノチューブを含むことができる。さらに他の実施形態では、複合材料は、重量で約5から約20の範囲のカーボンナノチューブを含むことができる。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、複合材料内で互いに実質的に平行に配列される。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、複合材料内においてクロスプライ配向で分布する。すなわち、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、複合材料内に層状に積層され、このような実施形態では、各層の個々の繊維が、隣接する層の個々の繊維に対して実質的に垂直である。別の実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、本発明の複合材料内でランダムに、又は同様に配列されない状態で配向することができる。複合材料のある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、短繊維である。複合材料の他の実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、連続繊維である。複合材料のある実施形態では、架橋結合は、カーボンナノチューブへの共有結合を含むことができる。他の実施形態では、架橋結合は、カーボンナノチューブへのπ‐スタッキング相互作用を含むことができる。上述したように、架橋ポリマーは、ある実施形態では実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブとπ‐スタッキング相互作用を形成することができる。複合材料のある実施形態では、架橋ポリマーは、マトリックス材料にも架橋結合することができる。このような実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料とマトリックス材料との適合性を増大させることができ、これは前記2つと機械的特性が向上した複合材料との間の相互作用強化につながる。また、架橋ポリマーの構造を化学的に変性させて、広範囲の化学的特性を有する様々なマトリックス材料との最も適切なタイプの相互作用を形成することができる。さらに、架橋ポリマーは、マトリックス材料から繊維材料及びカーボンナノチューブへの荷重伝達を向上させる働きをし、それによって、複合材料の引張強度を改善する。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料及びそれから生成された複合材料には、多くの潜在的使用法がある。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を含む物品について本明細書で説明する。カーボンナノチューブ浸出伝導性炭素繊維を、電気装置用電極の製造に使用することができる。超伝導性繊維を生産する際に、超伝導層を繊維材料に十分付着させることが困難なことがある。その一因は、繊維材料と超伝導層との熱膨張率の差にある。当技術分野における別の難点は、CVDプロセスで繊維材料をコーティングする間に生じる。例えば反応性ガス例えば水素ガス又はアンモニアが繊維表面を腐食する、及び/又は繊維表面上に望ましくない炭化水素化合物を形成して、超伝導層の良好な付着をより困難にすることがある。カーボンナノチューブ浸出炭素繊維材料は、当技術分野における上述したこれらの難点を克服することができる。カーボンナノチューブ浸出繊維材料を含む物品は、カーボンナノチューブが存在するので、改善された耐摩耗性を示すことができる。これらの特性の恩恵を受けることができる物品には、ブレーキロータ、自動車の駆動軸、ゴム製Oリング及びガスケットシール、工具、軸受、航空機部品、自転車のフレームがあるが、これらに限定されない。カーボンナノチューブは有効表面積が広いので、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を、水濾過の用途及び他の抽出プロセス、例えば水からの有機油の分離に適切なものにすることができる。また、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、地下水、貯水施設、又は家庭及びオフィスで使用するインラインフィルタから有機毒素を除去するためにも使用することができる。油田技術では、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、例えばパイプ軸受、配管補強、及びゴム製Oリングなどの掘削装置の製造に有用なことがある。さらに、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、地層から貴重な石油鉱床を得るために油田にも適用可能である抽出プロセスに使用することができる。例えば、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料を使用して、大量の水及び/又は砂が存在する地層から油を抽出するか、他の方法では高い沸点のために単離が困難になるような比較的重い油を抽出することができる。例えば多孔管システムと併用して、多孔管に上塗りした本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料によるこのような重油の吸い上げwickingを、真空システムなどと効果的に結合して、重油及び油母頁岩地層から高沸点の留分を連続的に除去することができる。さらに、このようなプロセスは、当技術分野で知られている従来の熱又は触媒分解法catalyzedcrackingmethodsと併用して、又はそれの代わりに使用することができる。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、航空宇宙及び弾道学用途の構造的要素を向上させることもできる。例えば、ミサイルのノーズコーン、航空機の翼の前縁、航空機の1次構造部品例えばフラップ、翼、プロペラ及び空気ブレーキ、小型機の胴体、ヘリコプタの外殻及びロータブレード、航空機の2次構造部品例えば床、扉、シート、空調装置及び2次タンク、及び航空機のモータ部品などの構造体は、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料によって提供される構造的向上から恩恵を受けることができる。多くの他の用途における構造的向上としては、例えば掃海艇船体、ヘルメット、レドーム、ロケットノズル、救急ストレッチャ、及びエンジン構成要素を挙げることができる。建築及び建設では、外部特徴の構造的向上としては、例えば柱、ペディメント、ドーム、コーニス、及び型枠が挙げられる。同様に、建築の内部向上としては、例えばブラインド、衛生陶器、窓用形材などの構造が挙げられる。海洋産業では、構造的向上は、船体、ストリンガー、マスト、プロペラ、舵及び甲板を挙げることができる。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、例えばトレーラウォール用の大型パネル、鉄道車両の床板、トラック運転台、外部ボディモールディング、バスの車体外殻及び貨物専用コンテナなど、大量運輸産業にも使用することができる。自動車用途では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、車内部品例えばトリミング、シート、及び計器パネル、外部構造例えばボディパネル、開口部、底部、及びフロント及びリアモジュール、及び自動車エンジン区画及び燃料機械区画の部品例えば車軸及びサスペンション、燃料及び排気システム、及び電気及び電子部品に使用することができる。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料の他の用途には、例えば橋梁建造、鉄筋コンクリート製品例えばドエルバー、鉄筋、ポストテンション式及びプレストレス方式のテンドン、ステーインプレースフレームワークstayinplaceframework、送電及び配電構造例えば電柱、送電ポール、及び腕木、高速道路の安全及び路側に必要なもの例えば信号支柱、ガードレール、柱及び支柱、防音壁、地方自治体の所有するパイプ及び貯蔵タンクを含むことができる。本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、例えば水上スキー及びスキー、自転車、カヤック、カヌー及びパドル、スノーボード、ゴルフクラブのシャフト、ゴルフカート、釣り竿、及び水泳プールなどの様々なレジャー用機器にも使用することができる。他の消費財及びビジネス機器としては、道具gears、パンpans、住居、ガス耐圧瓶、及び家庭電化製品用部品例えば洗浄機、洗濯機ドラム、乾燥機、生ゴミ処理機、空調機及び加湿器を挙げることができる。カーボンナノチューブ浸出繊維材料の電気特性は、様々なエネルギー貯蔵及び家庭電化製品に影響を与えることもできる。例えば、本発明のカーボンナノチューブ浸出繊維材料は、風力タービンの羽根、太陽光利用構造、及び電子機器用筐体例えばラップトップ、携帯電話、及びコンピュータキャビネットで、浸出カーボンナノチューブを使用してEMIシールドを提供することができるに使用することができる。他の用途は、電線、冷却装置、電柱、回路基板、配電盤、梯子の手摺、光ファイバ、データ線などの構造体に内蔵された電源、コンピュータ端子箱、及びビジネス機器例えば複写機、金銭登録機及び郵便機器を挙げることができる。本明細書で開示する実施形態は、出願人の米国特許出願第12/611,073号、第12/611,101号、第12/611,103号及び第12/938,328号に記載された方法によって容易に作成することができるカーボンナノチューブ浸出繊維材料を利用でき、それぞれは、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。以下に、そこで説明されているプロセスについて簡単に説明する。カーボンナノチューブを繊維材料に浸出するために、カーボンナノチューブを繊維材料上で直接合成する。ある実施形態では、これは、最初にカーボンナノチューブ形成触媒例えば触媒ナノ粒子を繊維材料上に付着させることによって遂行される。この触媒付着の前に、幾つかの準備プロセスを実行することができる。ある実施形態では、繊維材料を必要に応じてプラズマで処理して、触媒を受け入れるための表面を作ることができる。例えば、プラズマ処理されたガラス繊維により、カーボンナノチューブ形成触媒が付着する粗面化されたガラス繊維表面がもたらされる。また、ある実施形態では、プラズマは、繊維表面を浄化cleanする機能をも果たす。このように繊維表面を粗面化roughingするためのプラズマプロセスにより、触媒の付着は促進される。粗さroughnessは、通常、ナノメートルのスケールである。プラズマ処理プロセスにおいて、深さ及び直径がナノメートル単位のクレーター又は窪みが形成される。このような表面改質は、限定するものではないが、アルゴン、ヘリウム、酸素、アンモニア、窒素及び水素など、種々の異なる1以上のあらゆるガスのプラズマを用いても達成される。ある実施形態では、使用される繊維材料が、これに付随するサイジング剤を有する場合、そのようなサイジング剤を触媒の付着前に必要に応じて除去してもよい。必要に応じて、前記サイジング剤は触媒付着後に除去してもよい。ある実施形態では、サイジング剤の除去は、カーボンナノチューブの合成中又は予熱工程におけるカーボンナノチューブの合成直前に行われる。他の実施形態では、サイジング剤の中には、カーボンナノチューブ合成プロセスの全体にわたって残存できるものもある。カーボンナノチューブ形成触媒例えば触媒ナノ粒子の付着前、又はこれと同時に行われる更にもう1つの工程として、繊維材料上へのバリアコーティングの塗布がある。バリアコーティングは、繊細な繊維材料例えば、炭素繊維、有機繊維、金属繊維などの健全性を保護するために考えられた材料である。このようなバリアコーティングは、例えば、アルコキシシラン、アルモキサン、アルミナナノ粒子、スピンオンガラスspinonglass及びガラスナノ粒子を挙げることができる。例えば、ある実施形態では、バリアコーティングは、Accuglass登録商標T-11スピンオンガラスHoneywellInternationalInc、ニュージャージー州モリスタウンである。1つの実施形態では、カーボンナノチューブ形成触媒は、未硬化のバリアコーティング材に加えられて、その後、共に繊維材料に塗布されてもよい。他の実施形態では、バリアコーティング材は、カーボンナノチューブ形成触媒の付着前に繊維材料に加えられる。このような実施形態の場合、バリアコーティングは、触媒の付着前に部分的に硬化してよい。バリアコーティング材は、後続のCVDなどのカーボンナノチューブ成長プロセスのための炭素原料ガスにカーボンナノチューブ形成触媒を晒すことが十分に可能な薄さである。ある実施形態において、バリアコーティングの厚さは、カーボンナノチューブ形成触媒の有効径未満か、それに実質的に等しい。カーボンナノチューブ形成触媒及びバリアコーティングが適切に配置されたなら、バリアコーティングを十分に硬化させることができる。ある実施形態において、バリアコーティングの厚さは、触媒へのカーボンナノチューブ原料ガスのアクセスがまだ可能な限りは、カーボンナノチューブ形成触媒の有効径よりも大きくてよい。このようなバリアコーティングは、カーボンナノチューブ形成触媒に対する炭素原料ガスのアクセスが可能となる程度に十分多孔質であってよい。理論に拘束されるものではないが、バリアコーティングは、繊維材料とカーボンナノチューブの中間層として機能し、機械的に繊維材料へカーボンナノチューブを浸出する。バリアコーティングを介したこのような機械的浸出は、カーボンナノチューブが成長するための頑強なシステムを提供し、ここでは繊維材料がカーボンナノチューブを組織化するための基盤として機能しながら、有益なカーボンナノチューブ特性を繊維材料に与えられるようにする。バリアコーティングを備えた機械的な浸出の利点は、本明細書で前述した間接的な結合と同様である。また、バリアコーティングを含むことの利点は、水分に晒されることに起因した化学的損傷、又は、カーボンナノチューブ成長を促進するために用いられる温度で繊維材料を加熱することに起因したあらゆる熱的損傷から、繊維材料を直接保護するという点にある。以下でさらに説明するように、カーボンナノチューブ形成触媒は、遷移金属触媒ナノ粒子の形でカーボンナノチューブ形成触媒を含む液体溶液として準備することができる。合成されたカーボンナノチューブの直径は、上述したような遷移金属触媒ナノ粒子の大きさに関連する。カーボンナノチューブの合成は、高温で実行される化学蒸着CVDプロセス又は関連のカーボンナノチューブ成長プロセスに基づくものである。他の例示的なカーボンナノチューブ成長プロセスは、例えば、マイクロキャビティ、レーザアブレーション、火炎合成、アーク放電、及び高圧一酸化炭素HiPCO合成が挙げられる。具体的な温度は触媒の選択によるが、通常は約500°Cから約1000°Cの範囲である。したがって、カーボンナノチューブの合成は、カーボンナノチューブの成長を支援するために、繊維材料を上述の範囲の温度に加熱することを含む。ある実施形態では、触媒を含む繊維材料上でCVDにより促進されるカーボンナノチューブ成長が実行される。CVDプロセスは、例えばアセチレン、エチレン及び/又はエタノールなどのカーボン含有原料ガスによって促進することができる。カーボンナノチューブ成長プロセスは、一般的に、1次キャリアガスとして不活性ガス例えば窒素、アルゴン及び/又はヘリウムを使用する。カーボン含有原料ガスは、通常、混合物全体の約0.1から約15の間の範囲で供給される。CVD成長のための実質的に不活性な環境は、成長チャンバーから水分及び酸素を除去することによって準備することができる。カーボンナノチューブ成長プロセスにおいて、カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの成長に作用する遷移金属触媒ナノ粒子のある場所で成長する。強プラズマ励起電界の存在を任意に用いて、カーボンナノチューブの成長に影響を与えることができる。即ち、成長は、電界方向に従う傾向がある。プラズマ溶射及び電界の配置geometryを適切に調節することにより、垂直配列の即ち、繊維材料の長手軸に対して垂直なカーボンナノチューブを合成できる。一定の条件下では、プラズマがない場合であっても、密集したカーボンナノチューブは成長方向を実質的に垂直に維持して、結果として、カーペットcarpet又はフォレストforestに似た高密度配列のカーボンナノチューブが生じる。触媒付着プロセスに戻って、カーボンナノチューブ形成触媒は、繊維材料上にカーボンナノチューブを成長させることを目的として、その上に触媒ナノ粒子の層通常は単分子層以内を設けるために付着される。繊維材料上に触媒ナノ粒子を付着させる操作は、例えば触媒ナノ粒子の溶液の溶射又はディップコーティングなどを含む幾つかの技術によって、又は例えばプラズマプロセスを介して起こる気相蒸着によって遂行することができる。したがって、ある実施形態では、溶媒に触媒を含んだ溶液を形成した後、その溶液で繊維材料をスプレー若しくは浸漬コーティングすることにより、又はスプレー及び浸漬コーティングを組み合わせることにより、触媒が塗布される。単独で或いは組み合わせて用いられるいずれかの手法は、1回、2回、3回、4回、或いは何回でも使用され、これにより、カーボンナノチューブの形成に作用する触媒ナノ粒子が十分均一にコーティングされた繊維材料を提供することができる。例えば、浸漬コーティングが使用される場合、繊維材料は、第1の浸漬槽において、第1の滞留時間、第1の浸漬槽内に置かれる。第2の浸漬槽を使用する場合、繊維材料は、第2の滞留時間、第2の浸漬槽内に置かれる。例えば、繊維材料は、浸漬の形態及びラインスピードに応じて約3秒~約90秒の間、カーボンナノチューブ形成触媒の溶液に晒される。スプレー又は浸漬コーティングを用いることにより、約5未満から約80もの表面被覆率の触媒表面密度を有する繊維材料が得られる。より高い表面密度例えば、約80の場合、カーボンナノチューブ形成触媒ナノ粒子は実質的に単分子層である。ある実施形態において、繊維材料上にカーボンナノチューブ形成触媒をコーティングするプロセスにより単分子層だけが生成される。例えば、積み重ねたカーボンナノチューブ形成触媒上におけるカーボンナノチューブ成長は、カーボンナノチューブが繊維材料へ浸出する程度を低下させることがある。他の実施形態において、遷移金属触媒ナノ粒子は、蒸着技術、電解析出技術、及び当業者に既知の他のプロセス例えば、遷移金属触媒を、有機金属、金属塩又は気相輸送を促進する他の組成物として、プラズマ原料ガスへ添加することなどを用いて繊維材料上に付着する。カーボンナノチューブ浸出繊維を製造するプロセスを連続的にするために、巻き取り可能な繊維材料は、一連の槽で浸漬コーティングを施すことが可能であり、この場合、浸漬コーティング槽は空間的に分離されている。例えば、炉から新たに形成されたガラス繊維など、発生期の繊維が新たに生成されている連続プロセスにおいて、カーボンナノチューブ形成触媒の浸漬又は溶射は、新たに形成された繊維材料を十分に冷却した後の第1段階となり得る。ある実施形態において、新たに形成されたガラス繊維の冷却は、カーボンナノチューブ形成触媒粒子を分散させた冷却水の噴流で実施される。ある実施形態では、連続プロセスにおいて、繊維を生成してこれにカーボンナノチューブを浸出させる場合、サイジング剤の塗布に代えてカーボンナノチューブ形成触媒の塗布が行われる。他の実施形態では、カーボンナノチューブ形成触媒は、他のサイジング剤の存在下で新たに形成された繊維材料に塗布される。このようなカーボンナノチューブ形成触媒及び他のサイジング剤の同時塗布により、繊維材料と表面接触したカーボンナノチューブ形成触媒を供給してカーボンナノチューブの浸出を確実にすることができる。また更なる実施形態では、繊維材料が十分に軟化した状態にある間、例えば、焼きなまし温度近傍又はそれ未満の状態にある間に、カーボンナノチューブ形成触媒を溶射又は浸漬コーティングにより発生期の繊維に塗布し、これにより、カーボンナノチューブ形成触媒が繊維材料の表面に僅かに埋め込まれる。例えば、高温のガラス繊維材料上にカーボンナノチューブ形成触媒を付着させる場合、ナノ粒子が溶融して結果的にカーボンナノチューブの特性例えば、直径が制御不能とならないように、カーボンナノチューブ形成触媒の融点を超えないように配慮する必要がある。カーボンナノチューブ形成触媒溶液は、あらゆるd‐ブロック遷移金属の遷移金属ナノ粒子溶液であってよい。また、ナノ粒子には、元素形態及び塩形態のd‐ブロック金属からなる合金や非合金の混合物、並びにこれらの混合物が含まれてよい。このような塩形態には、限定するものではないが、酸化物、炭化物、窒化物、酢酸塩、硝酸塩などが含まれる。限定しない例示的な遷移金属ナノ粒子には、例えば、Ni、Fe、Co、Mo、Cu、Pt、Au及びAg、これらの塩と、これらの混合物と、が含まれる。ある実施形態にでは、このようなカーボンナノチューブ形成触媒は、カーボンナノチューブ形成触媒を直接繊維材料に塗布或いは浸出させることにより、繊維材料上に配置される。多くのナノ粒子遷移金属触媒が、例えば、FerrotecCorporationニューハンプシャー州ベッドフォードなどの様々なサプライヤーから市販されており容易に入手できる。繊維材料にカーボンナノチューブ形成触媒を塗布するために用いられる触媒溶液は、カーボンナノチューブ形成触媒が全域にわたって均一に分散可能ないかなる共通溶媒でもよい。このような溶媒には、限定するものではないが、水、アセトン、ヘキサン、イソプロピルアルコール、トルエン、エタノール、メタノール、テトラヒドロフランTHF、シクロヘキサン、又は自身内にカーボンナノチューブ形成触媒ナノ粒子の適切な分散系を形成するために極性が制御された他のいかなる溶媒が挙げられる。触媒溶液中におけるカーボンナノチューブ形成触媒の濃度は、触媒対溶媒で、およそ1:1から1:10000の範囲内である。ある実施形態では、繊維材料にカーボンナノチューブ形成触媒を塗布した後、繊維材料は軟化温度まで任意に加熱される。この工程は、繊維材料の表面にカーボンナノチューブ形成触媒を埋め込むのに役立ち、これにより、種結晶成長seededgrowthを促して、成長するカーボンナノチューブの先端に触媒が浮遊するfloat先端成長を阻止することが可能である。ある実施形態では、繊維材料上にカーボンナノチューブ形成触媒を付着した後、繊維材料の加熱は、約500°Cから約1000°Cの間の温度で行われてよい。カーボンナノチューブの成長のためにも用いられるこのような温度への加熱により、繊維材料上にある既存のサイジング剤の除去が促進され、これにより、繊維材料上にカーボンナノチューブ形成触媒を直接付着させることが可能となる。また、ある実施形態では、カーボンナノチューブ形成触媒は、加熱前に、サイジング剤のコーティング表面上に配置されてもよい。加熱工程は、カーボンナノチューブ形成触媒を繊維材料表面上に配置したまま、サイジング剤を除去するために用いられる。この温度での加熱は、カーボンナノチューブ成長のための炭素原料ガスの導入前に、又はこれと実質的に同時に行われる。ある実施形態では、カーボンナノチューブを繊維材料に浸出させるプロセスには、繊維材料からサイジング剤を除去すること、サイジング剤除去後にカーボンナノチューブ形成触媒を繊維材料に塗布すること、繊維材料を少なくとも約500°Cまで加熱すること、及び、繊維材料上にカーボンナノチューブを合成することが含まれる。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出プロセスの工程には、繊維材料からサイジング剤を除去すること、繊維材料に対してカーボンナノチューブ形成触媒を塗布すること、カーボンナノチューブの合成温度まで繊維を加熱すること、及び、触媒を含有する繊維材料上へ炭素プラズマを溶射すること、が含まれる。このように、工業用のガラス繊維材料が使用される場合、カーボンナノチューブ浸出繊維を構成するためのプロセスには、繊維材料上に触媒を配置する前に、繊維材料からサイジング剤を除去する個別の工程が含まれる。工業用サイジング剤の中には、存在する場合、カーボンナノチューブ形成触媒と繊維材料との面接触を防止して、繊維材料に対するカーボンナノチューブの浸出を抑制できるものがある。ある実施形態において、カーボンナノチューブの成長条件下でサイジング剤を確実に除去する場合には、サイジング剤の除去は、カーボンナノチューブ形成触媒付着後であって炭素含有原料ガスの供給直前又は供給中に行われる。カーボンナノチューブを合成する工程には、限定するものではないが、マイクロキャビティmicrocavity、熱又はプラズマ助長CVD法、レーザアブレーション、アーク放電、火炎合成、及び高圧一酸化炭素法HiPCOといった、カーボンナノチューブを形成するための多数の手法が含まれる。CVD中、特に、サイジングされた繊維材料が、これにカーボンナノチューブ形成触媒を配置した状態で直接用いられる。ある実施形態では、従来のいかなるサイジング剤もカーボンナノチューブの合成中に除去可能である。ある実施形態では、他のサイジング剤は除去されないが、サイジング剤を介した炭素原料ガスの拡散のため、繊維材料へのカーボンナノチューブの合成及び浸出を妨げることはない。ある実施形態では、アセチレンガスはイオン化されて、カーボンナノチューブ成長のための低温炭素プラズマジェットを形成する。プラズマは触媒を含む繊維材料に向けられる。このように、ある実施形態では、繊維材料上におけるカーボンナノチューブの合成には、a炭素プラズマを形成すること、及びb繊維材料上に配置された触媒に炭素プラズマを向けること、が含まれる。成長するカーボンナノチューブの直径は、カーボンナノチューブ形成触媒の大きさにより決定される。ある実施形態では、サイジングされた繊維材料は約550°C~約800°Cに加熱され、カーボンナノチューブの合成を促進する。カーボンナノチューブの成長を開始させるために、反応器には2つ以上のガス、即ち、不活性キャリアガス例えば、アルゴン、ヘリウム、又は窒素及び炭素含有原料ガス例えば、アセチレン、エチレン、エタノール、又はメタンが注入される。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ形成触媒のある場所で成長する。ある実施形態では、CVD成長プロセスはプラズマで助長される。プラズマは、成長プロセス中に電界を与えることにより生成される。この条件下で成長するカーボンナノチューブは電界方向に従う。従って、反応器の配置を調節することにより、垂直配列のカーボンナノチューブが、繊維の長手軸に実質的に垂直に成長する即ち、放射状成長。ある実施形態では、繊維の周囲に放射状に成長させるために、プラズマは必要とされない。明確な面を有する、例えば、テープ、マット、織物、パイルなどのような繊維材料の場合、カーボンナノチューブ形成触媒は、繊維材料の一面又は両面に配置可能である。これに対応して、このような条件下、カーボンナノチューブもまた、繊維材料の一面又は両面で成長する。上述したように、カーボンナノチューブ合成は、巻き取り可能な繊維材料にカーボンナノチューブを浸出させる連続プロセスを提供するのに十分な速度で行われる。以下に例示されるように、このような連続的な合成は、多くの装置構成により容易になる。ある実施形態では、カーボンナノチューブ浸出繊維材料は、オールプラズマallplasmaプロセスで作られる。このような実施形態では、繊維材料は、多くのプラズマ介在工程を通って、最終的なカーボンナノチューブ浸出繊維材料を形成する。プラズマプロセスの第1には、繊維表面の改質工程が含まれる。これは、前述のように、繊維材料の表面を粗面化roughingして触媒の配置を容易にするためのプラズマプロセスである。また前述のように、表面改質は、限定するものではないが、アルゴン、ヘリウム、酸素、アンモニア、水素及び窒素などの種々異なる1以上のガスからなるプラズマを用いて達成される。表面改質後、繊維材料は触媒の塗布へと進む。本発明のオールプラズマプロセスでは、この工程は、繊維材料上にカーボンナノチューブ形成触媒を配置するためのプラズマプロセスである。カーボンナノチューブ形成触媒は、前述のように、通常、遷移金属である。遷移金属触媒は、例えば、磁性流体、有機金属、金属塩、これらの混合物、又は気相輸送の促進に適した他のあらゆる組成物など、限定しない形態の前駆体としてプラズマ原料ガスに添加され得る。カーボンナノチューブ形成触媒は、真空及び不活性雰囲気のいずれも必要とはせず、周囲環境の室温で塗布可能である。ある実施形態では、繊維材料は触媒の塗布前に冷却される。オールプラズマプロセスを継続して行うと、カーボンナノチューブの合成がカーボンナノチューブ成長反応器内で起こる。カーボンナノチューブの成長はプラズマ助長化学蒸着を用いて実現されるが、この場合、炭素プラズマが触媒を含む繊維に溶射される。カーボンナノチューブの成長は高温触媒にもよるが、通常は約500°C~約1000°Cの範囲で起こるので、触媒を含む繊維は炭素プラズマに晒される前に加熱される。カーボンナノチューブ浸出プロセスの場合、繊維材料は、軟化が始まるまで任意に加熱されてもよい。加熱後、繊維材料は炭素プラズマを受けられる状態になっている。炭素プラズマは、例えば、炭素を含む原料ガス例えば、アセチレン、エチレン、エタノールなどを、ガスのイオン化が可能な電界中に通すことにより生成される。この低温炭素プラズマは、溶射ノズルにより繊維材料に向けられる。繊維材料は、プラズマを受けるために、例えば、溶射ノズルから約1センチメートル以内など、溶射ノズルにごく近接している。ある実施形態では、加熱器は、繊維材料の上側のプラズマ溶射装置に配置され、これにより繊維材料を高温に維持する。連続的なカーボンナノチューブ合成の別の構成には、カーボンナノチューブを繊維材料上に直接合成成長させるための専用の矩形反応器が含まれる。その反応器は、カーボンナノチューブ浸出繊維材料を生成するための連続的なインラインプロセス用に設計され得る。ある実施形態では、カーボンナノチューブは、CVDプロセスにより、大気圧、かつ、約550°Cから約800°Cの範囲の高温で、マルチゾーン反応器multizonereactor内で成長する。カーボンナノチューブの合成が大気圧で起こるということは、繊維材料にカーボンナノチューブを浸出させるための連続処理ラインに反応器を組み込むことを容易にする一因である。このようなゾーン反応器を用いた連続的なインライン処理に合致する別の利点は、カーボンナノチューブの成長が数秒で発生するということであり、当該技術分野で標準的な他の手法及び装置構成における数分又はもっと長いとは対照的である。様々な実施形態によるカーボンナノチューブ合成反応器は、以下の特徴を含む。矩形に構成された合成反応器当該技術分野で既知の標準的なカーボンナノチューブ合成反応器は横断面が円形である。これには、例えば、歴史的理由研究所では円筒状の反応器がよく用いられる及び利便性流体力学は円筒状の反応器にモデル化すると容易になり、また、加熱器システムは円管チューブ石英などに容易に対応する、並びに製造の容易性などの多くの理由がある。本開示は、従来の円筒形状を変えて、矩形横断面を有するカーボンナノチューブ合成反応器を提供する。変更の理由は以下の通りである。1反応器容積の非効率的な使用。反応器により処理される多くの繊維材料は相対的に平面的である例えば、形状が薄いテープやシート状、或いは、開繊したトウ若しくはロービングrovingなどので、円形横断面では反応器の容積を十分に使用していない。この不十分な使用は、円筒状のカーボンナノチューブ合成反応器にとって、例えば、以下のa乃至cに挙げるような、いくつかの欠点となる。a十分なシステムパージの維持;反応器の容積が増大すれば、同レベルのガスパージを維持するためにガス流量の増大が必要となり、この結果、開放環境におけるカーボンナノチューブの大量生産には不十分なシステムとなる。b炭素含有原料ガス流量の増大;前記aのように、システムパージのための不活性ガス流を相対的に増大させると、炭素含有原料ガス流量を増大させる必要がある。例示的な12Kのガラス繊維ロービングが、矩形横断面を有する合成反応器の全容積に対しておよそ2000分の1の容積であることを考慮されたい。同等の円筒状反応器即ち、矩形横断面の反応器と同じ平坦化されたガラス繊維材料を収容できるだけの幅を有する円筒状の反応器では、ガラス繊維材料の容積は、反応器の体積のおよそ17,500分の1である。CVDなどのガス蒸着プロセスgasdepositionprocessesは、通常、圧力及び温度だけで制御されるが、容積は蒸着の効率に顕著な影響を与え得る。矩形反応器の場合、それでもなお過剰な容積が存在し、この過剰容積は無用の反応を促進する。しかしながら、円筒状反応器は、無用な反応の促進が可能なその容積が約8倍もある。このように競合する反応が発生する機会がより大きいと、所望の反応が有効に生じるには、円筒状反応器では一層遅くなってしまう。このようなカーボンナノチューブ成長の速度低下は連続的な成長プロセスの進行にとって問題となる。矩形反応器構成の別の利点は、矩形チャンバーの高さを更に低くすることで反応器の容積が低減され、これにより容積比が改善され反応が更に効率的になるという点である。本明細書に開示される実施形態の中には、矩形合成反応器の全容積が、合成反応器を通過中の繊維材料の全容積に対して僅か約3000倍にしか過ぎないものがある。更なる実施形態の中には、矩形合成反応器の全容積が、合成反応器を通過中の繊維材料の全容積に対して僅か約4000倍にしか過ぎないものもある。また更なる実施形態の中には、矩形合成反応器の全容積が、合成反応器を通過中の繊維材料の全容積に対して約10,000倍未満のものがある。加えて、円筒状反応器を使用した場合、矩形横断面を有する反応器と比較すると、同じ流量比を提供するためには、より大量の炭素含有原料ガスが必要である点に注目されたい。当然のことながら、他の実施形態の中には、矩形ではないがこれに比較的類似しており、かつ、円形横断面を有する反応器に対して、反応器の容積を同様に低減する多角形状で表される横断面を有する合成反応器がある。c問題のある温度分布;相対的に小径の反応器を用いた場合、チャンバー中心からその壁面までの温度勾配はごく僅かである。しかし、例えば、工業規模の生産に用いられるような場合などには、サイズの増大に伴い、このような温度勾配は増加する。温度勾配は、繊維材料の全域で製品品質がばらつく即ち、製品品質が半径位置に応じて変化する原因となる。この問題は、矩形横断面を有する反応器を用いた場合に殆ど回避される。特に、平面的な基材が用いられる場合、基材のサイズが大きくなったときに、反応器の高さを一定に維持することができる。反応器の頂部と底部間の温度勾配は基本的にごく僅かであり、結果的に、生じる熱的な問題や製品品質のばらつきは回避される。2ガス導入。当該技術分野では、通常、管状炉が使用されているので、一般的なカーボンナノチューブ合成反応器は、ガスを一端に導入し、それを反応器に通して他端から引き出している。本明細書に開示された実施形態の中には、ガスが、反応器の両側面又は反応器の頂面及び底面のいずれかを通して対称的に、反応器の中心又は対象とする成長ゾーン内に導入されるものがある。これにより、流入する原料ガスがシステムの最も高温の部分カーボンナノチューブの成長が最も活発な場所に連続的に補充されるので、全体的なカーボンナノチューブ成長速度が向上する。ゾーン分け比較的低温のパージゾーンを提供するチャンバーは、矩形合成反応器の両端から延びる。出願人は、仮に高温ガスが外部環境即ち、反応器の外部と接触mixすると、繊維材料の劣化degradationが増加すると、結論を下した。低温パージゾーンは、内部システムと外部環境間の緩衝となる。当該技術分野で既知のカーボンナノチューブ合成反応器の構成では、通常、基材を慎重にかつ緩やかに冷却することが求められる。本発明の矩形カーボンナノチューブ成長反応器の出口における低温パージゾーンは、連続的なインライン処理に必要とされるような短時間の冷却を実現する。非接触、ホットウォール型、金属製反応器ある実施形態では、金属製ホットウォール型hotwalled反応器例えば、ステンレス鋼が用いられる。金属、特にステンレス鋼が炭素の付着即ち、煤及び副生成物の形成を受けやすいために、この種類の反応器の使用は常識に反するようにも考えられる。従って、大部分のカーボンナノチューブ合成反応器は、炭素の付着が殆どないため、また、石英は洗浄し易く、また試料の観察が容易であるため、石英から作られる。しかしながら、出願人は、ステンレス鋼上における煤及び炭素付着物が増加することにより、より着実、より効率的、より高速、かつ、より安定的なカーボンナノチューブ成長がもたらされるということを発見した。理論に拘束されるものではないが、大気圧運転atmosphericoperationと連動して、反応器内で起こるCVDプロセスでは拡散が制限されることが示されている。即ち、カーボンナノチューブ形成触媒に過度に供給されるoverfed、つまり、過量の炭素が、反応器が不完全真空下で運転している場合よりもその相対的に高い分圧により反応器システム内で得られる。結果として、開放システム特に清浄なものでは、過量の炭素がカーボンナノチューブ形成触媒の粒子に付着して、カーボンナノチューブの合成能力を低下させる。ある実施形態では、反応器に汚れが付いてdirtyいる、即ち、金属反応器壁に煤が付着している状態の場合に、矩形反応器を意図的に運転する。炭素が反応器壁上の単分子層に付着すると、炭素は、それ自体を覆って付着し易くなる。得られる炭素の中には、この機構により回収されるwithdrawnものがあるので、ラジカルの形で残っている炭素原料が、カーボンナノチューブ形成触媒を被毒させない速度でこの触媒と反応する。既存のシステムでは清浄にcleanly運転するが、これは連続処理のために開放状態であれば、減速した成長速度で、はるかに低い収率でしかカーボンナノチューブを生産できないことになる。カーボンナノチューブの合成を、前述のように汚れが付いている状態で実施するのは概して有益であるが、それでも、装置のある部分例えば、ガスマニフォールド及びガス入口は、煤が閉塞状態を引き起こした場合、カーボンナノチューブの成長プロセスに悪影響を与える。この問題に対処するために、カーボンナノチューブ成長反応チャンバーの当該部分を、例えば、シリカ、アルミナ又はMgOなどの煤抑制コーティングで保護してもよい。実際には、装置のこれらの部分は、煤抑制コーティングで浸漬コーティングが施される。INVAR商標名は高温におけるコーティングの適切な接着性を確実にする同様のCTE熱膨張係数を有し、重要なゾーンにおける煤の著しい堆積を防止するので、INVAR商標名などの金属が、これらのコーティングに用いられる。触媒還元及びカーボンナノチューブ合成の組合せ本明細書に開示されたカーボンナノチューブ合成反応器において、触媒還元及びカーボンナノチューブ成長のいずれもが反応器内で起こる。還元工程が個別の工程として実施されると、連続プロセスに用いるものとして十分タイムリーに行えなくなるため、このことは重要である。当該技術分野において既知の標準的なプロセスにおいて、還元工程の実施には、通常1~12時間かかる。本開示によれば、両工程は1つの反応器内で生じるが、これは、少なくとも1つには、炭素含有原料ガスを導入するのが、円筒状反応器を用いる当該技術分野では標準的となっている反応器の端部ではなく、中心部であることに起因する。還元プロセスは、繊維が加熱ゾーンに入ったときに行われる。この時点に至るまでに、ガスには、触媒を水素ラジカルの相互作用を介して還元する前に反応器壁と反応して冷える時間があるということである。還元が起こるのは、この移行領域である。システム内で最も高温の等温ゾーンでカーボンナノチューブの成長は起こり、反応器の中心近傍におけるガス入口の近位で最速の成長速度が生じる。ある実施形態では、例えば、トウ又はロービングなど例えば、ガラスロービング、緩くまとまったlooselyaffiliated繊維材料が使用される場合、連続プロセスには、トウ又はロービングのストランドstrand又はフィラメントを広げる工程が含まれる。このように、トウ又はロービングは、広げられるときには、例えば、真空ベースの開繊システムvacuumbasedfiberspreadingsystemを用いて開繊される。例えば、サイジングされて比較的堅いガラス繊維ロービングを使用する場合、ロービングを軟化して繊維の開繊を容易にするために、更なる加熱を用いることができる。個々のフィラメントを含んで構成される開繊繊維spreadfiberは、フィラメントの全表面積を晒させるよう十分分離して開繊され、こうして後続の処理工程でロービングがより効率的に反応できるようにする。例えば、開繊トウ又は開繊ロービングは、前述のようにプラズマシステムで構成される表面処理工程を経る。その後、粗面化された開繊繊維はカーボンナノチューブ形成触媒の浸漬槽を通過する。その結果、表面で放射状に分布した触媒粒子を有するガラスロービングの繊維となる。触媒を含んだロービングの繊維は、その後、前述のように、例えば、矩形チャンバーなどの適切なカーボンナノチューブ成長チャンバーに入るが、ここでは、大気圧CVD又はプラズマCVDプロセスを通る流れを用いて、毎秒数ミクロンの速度でカーボンナノチューブを合成する。ロービングの繊維は、こうして、そこに放射状に配列されたカーボンナノチューブを備えて、カーボンナノチューブ成長反応器を出る。上記で概略説明したプロセスに記載したように、カーボンナノチューブ浸出繊維材料の合成後、浸出されたカーボンナノチューブは、実質的に平行に再配向され、架橋結合される。その後、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ上に追加のカーボンナノチューブを成長させることができ、追加のカーボンナノチューブは、同様に実質的に平行に再配向され、架橋結合される。様々な実施形態では、浸出カーボンナノチューブを再配向し架橋結合する工程と、追加のカーボンナノチューブを成長させ再配向し架橋結合する工程を、最初のカーボンナノチューブ浸出プロセスと効果的に結合することができる。このようなプロセスを、図5で簡潔に説明する。図5は、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブを有するカーボンナノチューブ浸出繊維材料を合成するための例示的な連続システム500の概略図を示す。連続システム500は、繊維材料にカーボンナノチューブを浸出するために、上述した様々な実施形態のいずれかにより動作する初期カーボンナノチューブ浸出システム501を含む。カーボンナノチューブ浸出システム501を出ると、繊維材料は架橋結合ステーション502に入り、浸出カーボンナノチューブの少なくとも一部と架橋結合する。様々な実施形態では、架橋結合ステーション502は、上述したような架橋結合剤例えば架橋ポリマーを含む浴槽である。次に、繊維材料は再配列ステーション503に入り、ここで架橋結合したカーボンナノチューブは、繊維材料の長手軸に実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を形成するように再配列される。実際には、繊維材料に引張力を加える溶媒を使用した場合、ある程度の配列が架橋結合ステーション502でも起こる。さらに、所望の配列度合を達成するために、連続システム500は、選択的に、複数の架橋結合ステーション502及び/又は再配列ステーション503を含んでもよい。例えば、連続システム500は、所望のカーボンナノチューブ配列度合達成するために、選択的に2つ以上の再配列ステーション503を含んでいる。2つ以上の再配列ステーション503を使用する場合、異なる再配列方法を使用することができる。実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層を有する繊維材料を形成した後、繊維材料は、触媒ナノ粒子付着ステーション504へ入る。上述したように触媒ナノ粒子の付着が実行されて、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に触媒ナノ粒子を付着させる。触媒ナノ粒子付着ステーション504を出た後、繊維材料は、カーボンナノチューブ成長システム505に入る。カーボンナノチューブ成長システム505は、カーボンナノチューブがバリアコーティング又は繊維材料上に直接成長するのではなく、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブ層の上に成長することを除いて、カーボンナノチューブ浸出システム501と実質的に同じ方法で動作する。カーボンナノチューブ成長システム505内でカーボンナノチューブを成長した後、繊維材料は、架橋結合ステーション506及び再配列ステーション507を通過し、これらのステーションは、上述したステーション502及び503と同様に動作する。再配列ステーション507を出た後、連続システム500は、繊維材料上にさらに追加のカーボンナノチューブを成長させるために使用される。そのために、繊維材料を、再び、触媒ナノ粒子付着ステーション504、カーボンナノチューブ成長システム505、架橋結合ステーション506及び再配列ステーション507を通過させるか、または、連続システム500が、選択的に、繊維材料をこれらの構成要素に複数回通過通できるようにしてもよい。繊維材料を任意的な触媒除去ステーション509に通すことによって、触媒ナノ粒子を、追加のカーボンナノチューブを成長する前に繊維材料から除去することができる。ある実施形態では、触媒除去ステーション509は、触媒ナノ粒子の除去に適切な1つ又は複数の酸浴槽を使用することができる。所望の量の追加のカーボンナノチューブが繊維材料上に成長したら、繊維材料を、繊維巻き取りボビン510内のスプール、マンドレルなどの巻き取り器に巻き付ける。複数の繊維が、連続システム500内でカーボンナノチューブを成長させている場合、前記システムは、選択的な繊維バンドラー508をさらに含むことができ、これは個々のフィラメントを巻いて、上述したようなさらに高い規則構造の繊維材料にする。当然のことながら、本発明の様々な実施形態の働きに実質的に影響を及ぼさない変更も、本明細書で提供された本発明の定義に含まれる。したがって、以下の実施例は、本発明を例示するものであり、限定するものではない。実施例1:カーボンナノチューブを炭素繊維材料に浸出した後に再配列及び架橋結合が続く連続プロセス。本実施例では、793のテックス値を有する34-70012K無サイジング炭素繊維トウGrafilInc、カリフォルニア州サクラメントを、カーボンナノチューブ浸出用の繊維材料として使用した。この炭素繊維トウの個々のフィラメントは、約7μmの直径を有する。カーボンナノチューブの浸出、再配列及び架橋結合は、前述の図5に示したものと同様の連続システムを使用して実施した。本実施例では、炭素繊維上に1層のカーボンナノチューブを成長させた。図5に示したように、カーボンナノチューブ浸出システム501を使用して、カーボンナノチューブを炭素繊維基材に浸出した。カーボンナノチューブ浸出システム501に入る前に、触媒ナノ粒子及びバリアコーティングを、反対の順序で塗布した。すなわち、繊維材料をスプレッダーステーション図示せずで十分に開繊した後、複数の浸漬槽を介して触媒ナノ粒子を繊維材料にコーティングしたが、ここではヘキサン中に体積で3000対1の希釈率で希釈したEFH-1溶液FerrotecCorporation、ニューハンプシャー州ベッドフォードを使用した。その後、繊維材料を乾燥させた。次に、浸漬槽により、イソプロピルアルコール中に体積で40対1の希釈率で希釈したAccuglass登録商標T-11スピンオンガラスHoneywellInternationalInc、ニュージャージー州モリスタウンのバリアコーティングを塗布した。その後、焼き釜内での乾燥を実施した。大気圧CVDによるカーボンナノチューブ成長は、本明細書で説明したような24インチの成長ゾーンを有する矩形反応器内で実施した。総ガス流量の98.0が不活性ガス窒素で、他の2.0は炭素原料アセチレンであった。炭素繊維トウを、1.5フィート/分45.72cm/分の速度で反応器に通して引き出し、その成長ゾーンを700°Cに維持した。得られた浸出カーボンナノチューブは、長さが約10μmであった。次に、カーボンナノチューブ浸出炭素繊維トウを、体積で水100部に対してKENTERAが1部の希釈率で水中に希釈されたKENTERAZyvexPerformanceMaterials、オハイオ州コロンバスを含有する浸漬槽からなる架橋結合ステーション502に通して引き出した。炭素繊維に浸出した架橋結合カーボンナノチューブを得た。次に、架橋結合カーボンナノチューブ浸出炭素繊維トウを、再配列ステーション503に通し、ここではテーパ状ダイによる機械的再配列を介して、カーボンナノチューブが繊維軸の方向に平行に配列される。最終的に、前記再配列のメカニズムもまた化学的プロセスと機械的プロセスとの両方を含んでいた。何故なら、ダイの通過と同時に、架橋結合ステーションからの余分な溶液も、繊維材料から押し出されたからである。この動作の剪断力もまた再配列に寄与した。本実施例では、カーボンナノチューブを1層しか成長しなかったので、追加の触媒ナノ粒子の付着及び追加のカーボンナノチューブの成長は省略した。したがって、この実施例では、その後、配列され架橋結合されたカーボンナノチューブ浸出炭素繊維トウを、個々のフィラメントを小さいサイズのトウに再結合するために、繊維バンドラー508を通過させ、繊維巻き取りボビン510を使用してスプールに実質的に巻き付けた。図6A~図6Dは、一連の代表的なSEM画像を示し、炭素繊維材料の表面上に成長したままの状態の実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブ図6A、及び実質的に垂直に配列されたカーボンナノチューブの再配列の後の炭素繊維材料の表面上で実質的に平行に配列されたカーボンナノチューブ図6B~図6Dを示す。図6Cと図6Dは、実質的に平行に配列された浸出カーボンナノチューブの高解像度画像を示す。本実施例により作成されたカーボンナノチューブ浸出炭素繊維は、未処理の繊維材料に対して約45の引張強度の改善を実証した。開示された実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者であれば、これらが本発明の例示にすぎないことを容易に認識するであろう。本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例を考え出すことが可能であることを理解されたい。"