"カーボンナノチューブに結合した多環芳香族部分を含む付加物を得るために、外的に印加されるエネルギーの非存在下において、任意選択的に置換された多環芳香族化合物を含む溶媒中で前記カーボンナノチューブを加熱することを含む、官能基化カーボンナノチューブを調製する方法。前記任意選択的に置換された多環芳香族化合物は、任意選択的に置換されたインデン系化合物である、請求項1に記載の方法。前記溶媒は、前記インデン系化合物である、請求項2に記載の方法。前記任意選択的に置換されたインデン系化合物は、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、C1-C12アルコール、ハロゲン、金属ハロゲン化物、カルボン酸、エステル、エーテル、ポリエチレングリコール、-NH2、NHR、-CONH、-SO3H、ケトン、アルデヒド、任意選択的に置換されたフェニル、任意選択的に置換されたベンジル、およびそれらの混合物からなる群から選択される1つ以上の官能基を含み、式中、Rは、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、ハロゲン、もしくはそれらの混合物であるか、または、前記任意選択的に置換されたインデン系化合物は、1つ以上のさらなる芳香環と融合している、請求項2または請求項3に記載の方法。前記多環芳香族炭化水素は、任意選択的に置換されたナフタレン、フェナントレン、またはアントラセンを含む、請求項1、2、または4のいずれかに記載の方法。前記加熱ステップは、前記溶媒中で前記カーボンナノチューブを還流すること、または前記溶媒中に前記カーボンナノチューブを溶解させることを含む、請求項1~5のいずれかに記載の方法。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含む、請求項1~6のいずれかに記載の方法。前記カーボンナノチューブは、反応前に精製される、請求項1~7のいずれかに記載の方法。前記カーボンナノチューブは、95超の純度である、請求項8に記載の方法。前記カーボンナノチューブは、少なくとも70の純度である、請求項1~9のいずれかに記載の方法。官能基化カーボンナノチューブの集団を含み、前記官能基は、任意選択的に置換されたインデン系部分および溶媒を含む、安定したカーボンナノチューブ分散液。前記溶媒は、水、THF、PGMEA、アルコール例えば、メタノールおよびエタノール、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、またはそれらの混合物を含む、請求項11に記載の安定したカーボンナノチューブ分散液。単層カーボンナノチューブを含む、請求項11または請求項12に記載の安定したカーボンナノチューブ分散液。前記カーボンナノチューブの含有量は、1.5mg/mLを超える、請求項11から13のいずれかに記載の安定したカーボンナノチューブ分散液。前記カーボンナノチューブの含有量は、1.6mg/mLを超える、請求項14に記載のカーボンナノチューブ分散液。前記官能基化カーボンナノチューブの集団を提供することと、水、THF、PGMEA、アルコール例えば、メタノールおよびエタノール、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、またはそれらの混合物を含む溶媒中に前記カーボンナノチューブの集団を分散させることと、を含む、請求項11~15のいずれかに記載の安定したカーボンナノチューブ分散液を調製する方法。前記安定したカーボンナノチューブ分散液は、前記溶媒中で前記官能基化カーボンナノチューブを超音波処理することによって調製される、請求項16に記載の方法。抽出または浸出によって、前記溶媒から前記官能基化カーボンナノチューブを単離するステップをさらに含む、請求項16または請求項17に記載の方法。前記抽出は、固液抽出、液液抽出、またはソックスレー抽出である、請求項18に記載の方法。カーボンナノチューブと、前記カーボンナノチューブに共有結合した少なくとも1つのインデン系官能基と、を含む、官能基化カーボンナノチューブ。前記少なくとも1つのインデン系官能基は、前記インデン系官能基の6員環に共有結合した最大4つまでの化学部分で任意選択的に置換される、請求項20に記載の官能基化カーボンナノチューブ。前記化学部分は、独立して、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、C1-C12アルコール、ハロゲン、金属ハロゲン化物、カルボン酸、エステル、エーテル、ポリエチレングリコール、-NH2、NHR、-CONH、-SO3H、ケトン、アルデヒド、任意選択的に置換されたフェニル、任意選択的に置換されたベンジル、およびそれらの混合物を含み、式中、Rは、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、ハロゲン、またはそれらの混合物である、請求項21に記載の官能基化カーボンナノチューブ。前記カーボンナノチューブは、単層である、請求項20~22のいずれかに記載の官能基化カーボンナノチューブ。前記カーボンナノチューブに結合したインデン系溶媒を含む付加物を得るために、外的に印加されるエネルギーの非存在下において、インデン系溶媒中で前記カーボンナノチューブを還流することによって調製される、請求項20~23のいずれかに記載の官能基化カーボンナノチューブ。導電性カーボンナノチューブを作製する方法であって、複数のインデン-カーボンナノチューブ付加物を生成するために十分な条件下で、複数のカーボンナノチューブを任意選択的に置換されたインデン系化合物と反応させることと、前記複数のインデン-カーボンナノチューブ付加物を溶媒中に分散させることと、前記インデン-カーボンナノチューブ付加物の分散液を基板に塗布することと、電気伝導性を少なくとも約50増加させるために十分な条件下で、前記インデン-カーボンナノチューブ付加物を含む前記基板を加熱することと、を含む、方法。前記基板を加熱するステップの前に、前記溶媒を除去するステップをさらに含む、請求項25に記載の導電性カーボンナノチューブを作製する方法。前記導電性カーボンナノチューブは、導電性フィルムを形成する、請求項25~26に記載の導電性カーボンナノチューブを作製する方法。前記カーボンナノチューブは、単層である、請求項25~27のいずれかに記載の方法。複数の半導体ナノチューブおよび複数の金属ナノチューブを含む集団を単離する方法であって、前記複数の半導体ナノチューブまたは前記複数の金属ナノチューブのうちの1つを選択的に官能基化することと、官能基の存在に基づいて、前記複数の金属ナノチューブから前記複数の半導体ナノチューブを単離することと、を含む、方法。前記選択的に官能基化するステップは、前記複数の半導体ナノチューブまたは前記複数の金属ナノチューブのうちの1つに選択的に結合したインデン系溶媒を含む付加物を得るために、外的に印加されるエネルギーの非存在下において、前記インデン系溶媒中の集団を還流することを含む、請求項29に記載の方法。前記単離ステップは、前記複数の半導体ナノチューブまたは前記複数の金属ナノチューブのうちの1つの選択的な抽出または浸出を含む、請求項29~30に記載の方法。前記単離ステップは、固液抽出または液液抽出を含む、請求項31に記載の方法。官能基化カーボンナノチューブの調製について記載する。開示される官能基化ナノチューブの分散液、およびそのような分散液を調製するための方法についても記載する。一実施形態において、官能基化カーボンナノチューブを調製する方法は、インデン系溶媒中でカーボンナノチューブを加熱することを含む。例えば、いくつかの実施形態において、加熱ステップは、溶媒中でカーボンナノチューブを還流することを含む。一実施形態において、ディールスアルダー反応により、インデン系溶媒とナノチューブの[42]付加生成物がもたらされる。一実施形態によるカーボンナノチューブとインデンまたは官能基化されたインデンとの反応のための一般的な反応スキームをスキーム1に示す。スキーム1において、有機溶媒は、インデンが可溶性である一般的な有機溶媒トルエン、キシレン、クロロベンゼン等であるか、または反応物、例えば、インデンまたは官能基化されたインデンである。驚くべきことに、開示される方法は、熱に加えて、外的に印加されるエネルギー例えば、マイクロ波、紫外線照射、または超音波を付加することなく、カーボンナノチューブの官能基化を成功裏に達成することが発見されている。本明細書に記載される方法は、いずれの実験室においても実行することができ、調整し易く、いずれの複雑なまたは高価な機器も必要としない。スキーム1いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブである。他の実施形態において、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。例えば、いくつかの非限定的な実施形態において、ナノチューブは、少なくとも2つの壁を有するすなわち、二層である。他の実施形態において、ナノチューブは3~12個の壁を有する。さらなる実施形態において、ナノチューブは12個未満の壁を有する。さらに別の実施形態において、ナノチューブは2~6個の壁を有する。いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは2~8個の壁を有する。さらなる実施形態において、カーボンナノチューブは2~10個の壁を有する。例示的な非限定的な実施形態において、カーボンナノチューブは、2、4、6、8、10、または12個の壁を有する。別の実施形態において、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物が提供される。例えば、いくつかの実施形態において、単層ナノチューブと二層ナノチューブの混合物が提供される。さらなる実施形態において、単層ナノチューブと多層ナノチューブの混合物が提供される。別の実施形態において、多層カーボンナノチューブの混合物が提供され、該混合物は、種々の壁構成を有するナノチューブを含む。いくつかの実施形態において、反応物は官能基化されたインデンである。いくつかの実施形態において、官能基化されたインデンは、インデン基の6員環に共有結合した化学官能基例えば、化学部分を組み込む。例えば、いくつかの非限定的な実施形態において、インデン基は、インデン基の6員環に共有結合した1つの化学官能基を含む。他の非限定的な実施形態において、インデン基は、インデン基の6員環に共有結合した2つの化学官能基を含む。さらに別の非限定的な実施形態において、インデン基は、インデン基の6員環に共有結合した3つの化学官能基を含む。さらなる非限定的な実施形態において、インデン基は、インデン基の6員環に共有結合した4つの化学官能基を含むすなわち、官能基で完全に飽和している。例示的な官能基化されたインデンは、限定されないが、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、ハロゲン例えば、臭素、塩素、フッ素、金属ハロゲン化物例えば、ハロゲン化マグネシウム、C1-C12アルコール例えば、-ROH、カルボン酸、例えば、-COOH、エステル例えば、-COOR、エーテル例えば、-OR、ポリエチレングリコール、-NH2、NHR、-CONH、-SO3H、ケトン例えば、-COR、アルデヒド例えば、-CHO、フェニル、ベンジル例えば、-CH2-C6H5、以前に列挙した他の官能基のうちのいずれかを担持するフェニルもしくはベンジル、または以前の官能基の組み合わせのうちの1つ以上を含むように修飾されたインデンを含む。いくつかの実施形態において、Rは、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、またはハロゲン例えば、臭素、塩素、フッ素である。いくつかの非限定的な実施形態において、Rまたは官能基は、C1-C12アルキル例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルのうちの1つ以上である。他の非限定的な実施形態において、Rまたは官能基は、C1-C6アルキルである。さらなる非限定的な実施形態において、Rまたは官能基は、C3-C8アルキルである。インデンの6員環に対する化学基の結合は、フリーデルクラフツ反応I等の、芳香環の官能基化を可能にする十分に確立された反応スキームを用いて実行される。他の実施形態において、アルキルハロゲン化マグネシウムまたはアリールハロゲン化マグネシウムのカルボニル炭素を介してアルデヒドまたはケトン部分を加えるために、グリニャール反応IIが用いられる。さらなる実施形態において、ハロゲン化例えば、Br2/FeBr3との反応の後にマグネシウムを加えることによって、ハロゲン化インデニル‐マグネシウムが形成される。他の実施形態において、反応物は、1つ以上のさらなる芳香環と融合したインデンである。そのようなさらなる芳香環の非限定的な例は、5~8原子の任意選択的に置換された芳香環を含む。別の実施形態において、インデンは、非芳香族の飽和または部分的に不飽和の5~8原子の非置換の環または置換された環と融合している。さらなる実施形態において、インデンは、6員芳香環と融合している。例示的な任意選択的な置換は、限定されないが、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、ハロゲン例えば、臭素、塩素、フッ素、金属ハロゲン化物例えば、ハロゲン化マグネシウム、C1-C12アルコール例えば、-ROH、カルボン酸、例えば、-COOH、エステル例えば、-COOR、エーテル例えば、-OR、ポリエチレングリコール、-NH2、NHR、-CONH、-SO3H、ケトン例えば、-COR、アルデヒド例えば、-CHO、フェニル、ベンジル例えば、-CH2-C6H5、以前に列挙した他の官能基のうちのいずれかを担持するフェニルもしくはベンジル、または以前の官能基の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、Rは、C1-C12アルキル、C3-C12アルケニル、またはハロゲン例えば、臭素、塩素、フッ素である。いくつかの実施形態において、官能基化されていないインデンまたは官能基化されたインデンとの反応は、トルエン、クロロベンゼン、またはジクロロベンゼンオルト-および/またはパラ等の溶媒中で実行される。任意選択的に置換されたインデンは、少なくとも約5、少なくとも約10、少なくとも約15、少なくとも約25、少なくとも約30、少なくとも約50の濃度で反応混合物中に存在する。いくつかの実施形態において、官能基化ナノチューブの分散液は、多環式polycyclic芳香族炭化水素等の室温では固体である溶媒の溶融物中でカーボンナノチューブを加熱することによって得られる。例示的な溶媒は、限定されないが、インデン系活性成分が加えられたナフタレン、フェナントレンおよびアントラセン、ピレン、ならびにクリセンを含む。他の実施形態において、インデン系反応物は、加熱によって溶融し、溶媒として機能する。したがって、一実施形態において、カーボンナノチューブの官能基化は、インデン系反応物およびカーボンナノチューブの存在下で多環芳香族炭化水素を溶融することによって達成される。本明細書に開示されるように、官能基化された精製カーボンナノチューブが、水、アルコール例えば、メタノールまたはエタノール、THF、およびPGMEA等の種々の溶媒中に分散される能力は成功裏に実証されている。他の溶媒への拡張は、反応前に官能基化に使用した反応物にさらなる官能基を結合させることによって可能になる。様々な溶媒中での官能基化カーボンナノチューブ生成物の可溶化は、結合させる好適な官能基を選択し、例えば、溶媒および結合させる官能基の両方の極性の程度を考慮に入れることにより達成することができる。例えば、アルキル基CnH21またはアルケニルCnH2n1n>6を用いたインデンの官能基化は、ヘキサン等の脂肪族溶媒中での溶解性を高める。他の実施形態において、フェニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリル、ピレニル、または他の置換または非置換の多環芳香族炭化水素等の芳香族基を担持するインデンの結合は、ベンゼン、トルエン、キシレン、またはクロロベンゼン等の芳香族溶媒中での溶解性を高めることになる。インデンに結合したポリエチレングリコールは、極性溶媒例えば、水およびメタノール中での溶解性を実現する。溶解性は、ポリエチレングリコール鎖の長さとともに増加する。ある実施形態において、インデン系溶媒およびカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの官能基化を達成するのに十分な期間還流される。いくつかの非限定的な実施形態において、反応物は、約6~約12時間の期間還流される。例えば、いくつかの実施形態において、反応物は、少なくとも約6時間、少なくとも約8時間、少なくとも約10時間、または少なくとも約12時間還流される。官能基化の程度は、還流の長さによって制御することができる。例えば、6時間未満の還流は、カーボンナノチューブ表面の官能基化の密度の低下をもたらす。インデンまたは6員環に結合したさらなる官能基を担持するインデンを用いた官能基化も、溶媒および反応物として同時にインデンを使用せずに、トルエンまたはo-ジクロロベンゼン等の他の有機溶媒中で実行することができる。インデンまたは官能基化されたインデン対溶媒の比率は、5:95~100:0の範囲であってもよい例えば、インデンまたは官能基化されたインデンが反応物である場合。インデンまたは官能基化されたインデンの濃度の低下は、CNT表面上の結合の濃度の低下をもたらし、より長い反応時間が必要となる。カーボンナノチューブの官能基化は、分光法、熱重量分析TGA、顕微鏡例えば、走査型電子顕微鏡SEMもしくは透過型電子顕微鏡TEM、または他の好適な方法によって評価される。分光学的方法は、限定されないが、ラマン、赤外線、および紫外可視を含む。例えば、一実施形態において、官能基化は、励起波長785nm、633nm、もしくは514nmまたはその付近の波長で測定されるラマン分光法によって評価される。約1320~1350cm1の増加したDバンドの存在は官能基化を示唆する。いくつかの実施形態において、不活性ガス雰囲気中でTGAが行われる。TGAにおいて、官能基化ナノチューブは、官能基化されていないナノチューブよりも多くの重量損失を示す。他の実施形態において、TEMだけでなく原子間力顕微鏡にも示されるようなカーボンナノチューブの表面の粗さは、官能基化を示唆する。いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブの出発材料は、少なくとも約70の純度、少なくとも約80の純度、少なくとも約85の純度、または少なくとも約95の純度である。他の実施形態において、カーボンナノチューブは、約70~約95の純度である。カーボンナノチューブの出発材料の純度は、例えば、空気下の熱重量分析によって決定される。より詳細な純度のデータは、内部標準または元素分析を使用して、X線光電子分光法XPS、X線回折XRDを使用して得ることができる。開示される方法によって調製される官能基化カーボンナノチューブは、様々な溶媒中で優れた分散性例えば、改善された溶解性を示すことが分かっている。例示的な溶媒は、限定されないが、プロピレン-グリコール-メチル-エーテル-アセテートPGMEA、エタノール、テトラヒドロフランTHF、o-ジクロロベンゼンODCB、ヘプタン、ヘキサン、およびジクロロメタンDCMを含む。例えば、いくつかの実施形態において、官能基化ナノチューブは、約0.1mg/mL~約2mg/mLの濃度で溶媒中に分散される。いくつかの実施形態において、官能基化ナノチューブは、約0.2mg/mL~約1mg/mLまたは約0.2mg/mL~約0.6mg/mLの濃度で溶媒中に分散される。さらなる実施形態において、官能基化ナノチューブは、少なくとも約1.5mg/mL、または1.6mg/mLを超える濃度で溶媒中に分散される。カーボンナノチューブの分散液は、一定期間、溶媒中でナノチューブの混合物を超音波処理することによって調製される。いくつかの実施形態において、混合物は、15分、20分、45分、または約60分超音波処理される。他の実施形態において、混合物は、少なくとも約1時間超音波処理される。いくつかの実施形態において、分散液は、約10分、約15分、約30分、または約45分放置される。他の実施形態において、分散液は、少なくとも約15分、または少なくとも約45分放置される。相分離、またはカーボンナノチューブの沈殿の観察は、材料の不安定性を示唆する。分散安定性も、十分に分散した材料例えば、超音波処理に供されたを遠心分離に供することによって評価される。いくつかの実施形態において、溶解性は、遠心分離に耐える能力によって確認される例えば、遠心分離中に相分離しない場合、その物質は可溶性であると考えられる。沈殿または相分離の目視観察は、不安定なまたは不溶性の分散液を示唆する。いくつかの実施形態において、分散液は、約1,000、約2,000、約5,000、約7,500、または約10,000rpmで遠心分離される。いくつかの実施形態において、分散液は、約15分、約20分、約30分、約45分、または約60分遠心分離される。他の実施形態において、分散液は、少なくとも約30分または少なくとも約60分遠心分離される。溶媒中の官能基化カーボンナノチューブの良好な分散は、目視検査によって、また例えば、さらなる精製の前の分散液について図10に示されるように紫外可視分光法によって実証される。例えば、相分離のない均一な可視密度は、十分に分散した生成物を示唆するものである。一定期間放置された後になおも相分離が認められない分散液は、安定であると考えられる。さらに、着色の強度が濃度の第一近似として用いられてもよい。既知の濃度の溶液について、所与の官能基化、波長、および特定の溶媒に有効な吸収係数を決定することができる。そのような吸収係数は、次いで、吸光度を測定することによる濃度の決定のために使用することができる。一実施形態において、カーボンナノチューブの官能基化は、溶媒中でのナノチューブの分散、および、例えば、カーボンナノチューブフィルムを形成するために分散したナノチューブを基板上に塗布した後に逆転される。例えば、いくつかの実施形態において、脱官能基化は、塗布されたナノチューブ分散液に熱を適用することによって達成される。特定の一実施形態において、官能基化カーボンナノチューブは、透明電導膜の調製のために使用される。一旦、ナノチューブ溶液が、単独で、または、例えばポリマー溶液と混合されるかのいずれかで堆積すると、約106torr~約1大気の範囲の圧力で、約40°C~約400°Cの範囲であり得る温度まで加熱される。一実施形態において、堆積したナノチューブは、大気圧で約120°Cを超えるまで加熱される。いくつかの実施形態において、塗布された材料は、官能基化された反応物例えば、インデンの沸点に近い温度まで加熱される。圧力を用いたまたは用いないこの加熱がナノチューブの官能基化を逆転させ、それによってナノチューブを含有する薄膜の所望される高い電気伝導性が回復されると理論が立てられる。脱官能基化が不活性雰囲気中で実行される場合、アニーリングによって伝導性がさらに向上される。いくつかの実施形態において、アニーリングは、≧約400°Cの温度まで加熱することによって達成される。官能基化カーボンナノチューブの分散液のスペクトルは、PGMEAおよびTHFの両方において、500~900nmの範囲で吸収帯を示した例えば、図l0a~c。これらの吸収帯は、官能基化されていない生成されたままの材料において観察された吸収帯図l0dに相当する。吸収帯の分解能の低下は、より高い濃度、ひいては剥離の減少、そしてある状況においては部分的なバンドル化と関連している可能性がある。より低い波数で顕著な特徴が見られないことは、官能基化に起因する金属特性の部分的な抑制と一致している。後者の観察は、エタノール、PGMEA、またはTHFのいずれかに分散させた官能基化カーボンナノチューブの濾過後に得られた膜の抵抗力が、生成されたままのカーボンナノチューブのODCB分散液から調製されたフィルムと比較して10~30倍高いことによって裏付けられる。そのような抵抗力の増加は、薄膜トランジスタ用途におけるオン/オフ比を増加させる可能性があるが、窒素下のTGAによって示唆されるように、加熱したときの官能基化の可逆性例えば、図6を参照は、電導膜用途に望ましい伝導性の完全な回復を可能にすると予想される。一態様において、反応混合物からの官能基化カーボンナノチューブの分離は、抽出法または浸出法によって達成される。例えば、非限定的な一実施形態において、分離は固液抽出によって達成される。別の非限定的な実施形態において、分離は液液抽出によって達成される。一実施形態において、分離はソックスレー抽出によって達成される。別の態様において、カーボンナノチューブの官能基化は、半導体ナノチューブおよび金属ナノチューブ等の異なる電子特性を含む集団カーボンナノチューブ間の差別化を可能にする。例えば、一実施形態において、異なる電子特性を有するカーボンナノチューブ例えば、金属ナノチューブ半導体ナノチューブの集団が提供される。これらの種類のナノチューブのうちの一方は、インデン系反応物または本明細書に記載されるような他の官能性反応物を用いて選択的に官能基化される。一実施形態において、反応の温度を変化させることにより、カーボンナノチューブの種類間の差別化を提供する。別の実施形態において、反応の長さがカーボンナノチューブの種類間の差別化を制御する。さらなる実施形態において、官能基化された反応物の濃度がカーボンナノチューブの種類間の差別化を制御する。さらにより多くの実施形態において、カーボンナノチューブの種類間の差別化を達成するために、温度、反応時間、および/または反応物の濃度が変更される。よって、本明細書に開示される官能基化の方法は、ナノチューブを化学的に差別化し、したがって、濃縮、またはナノチューブ集団の2つの異なる電子型へのバルク分離を可能にする方法を提供する。さらなる実施形態において、反応物中の官能基化カーボンナノチューブの可溶化の場合、差別化は固液抽出法または浸出法例えば、ソックスレー抽出によって達成される。別の実施形態において、調製された官能基化カーボンナノチューブの可溶化の場合、分離は液液抽出によって達成される。さらなる実施形態において、固液抽出法または浸出法例えば、ソックスレー抽出が提供される。固液抽出法または浸出法は、あるグループのカーボンナノチューブが選択的に官能基化されるときに生じる化学的差別化を利用する。選択的に官能基化されたナノチューブは、選択的に浸出または抽出され、濃縮、またはそれらの電子構造に基づくチューブの種類の2つの異なる集団へのバルク分離がもたらされる。他の実施形態において、同様の抽出法または浸出法が提供され、該方法は液液抽出法である。実施例1110mgの生成されたままの単層カーボンナノチューブSWCNTNano-C,Inc.、純度70、残りは主に鉄および酸化鉄であるを250mLのインデン90、AlfaAesar中で一晩還流した。真空下でロトバップを使用液体を蒸発させた後に粘着性残渣が残った。トルエンを加え、0.2μmのPTFE膜PallTF-200を通して固体生成物を濾過した。得られた生成物をトルエンおよびメタノールで洗浄し、次いで、60°Cで一晩真空乾燥した。図1は、励起波長785nmで測定された、得られた生成物のラマンスペクトルを示す。図2は、同様の条件下で生成された出発材料のラマンスペクトルを示す。図1を図2と比較すると、反応生成物における1320cm1付近でのDバンドの増加図1は、官能基の結合を示唆し、約190~300cm1のラジアルブリージングモードは、インタクトなSWCNTの存在と一致している。実施例2o-ジクロロベンゼンODCB中での溶解性を評価した。この目的のために、実施例1において官能基化したSWCNT5.8mgを10mLのODCBに加え、Branson2210超音波処理槽にて1時間処理した。その結果、分散液は、数日間安定していたすなわち、目に見える沈殿は起こらなかった。続いて、この分散液1mLを3.4mLのODCBで希釈することにより102wt溶液を調製した。最終的な102wt溶液/分散液を、BeckmannL8-80超遠心機にて、それぞれ2500および5000rpmで30分連続的に遠心分離したところ、目に見える沈殿は認められなかった。実施例3トルエン中の溶解性についても評価した。この例では、3.80mgの官能基化SWCNTを10mLのトルエン中に分散させ、再び、Branson2210装置にて60分の超音波処理を用いて処理した。しばらく経ってから、小さな粒子が見えるようになったが、数日間は沈殿が起こらず、官能基化されていないSWCNTと比較して、インデンで官能基化されたSWCNTの分散性の向上のさらなる証拠を提供した。実施例41リットルの三首平底フラスコを使用して、534mgの製造されたSWCNTNano-C,Inc.、純度70を400mLのインデン90、AlfaAesar中、アルゴン下で一晩還流した。冷却した後、得られた混合物を2リットルの一首平底フラスコに移した。真空下でロトバップを使用液体を蒸発させると、粘着性残渣が残った。トルエンを加え、0.2μmのPTFE膜PallTF-200を通して固体材料を濾過した。残りの固体をトルエンおよびメタノールで洗浄し、その後60°Cで一晩真空乾燥した。500.3mgの粉末を回収した。ラマン分光法実施例1に記載される材料のスペクトルと同様のスペクトルをもたらした、空気図示せずおよび不活性ガス雰囲気下の熱重量分析TGA、紫外可視分光法、走査、ならびに透過電子顕微鏡法SEMおよびTEMを用いて、ある程度詳細に生成物の特徴付けを行った。図3は、官能基化SWCNTと出発材料との窒素下でのTGAの比較を示しており、インデンで官能基化されたSWCNTの著しくより顕著な重量損失を示し、少なくともいくらかのディールスアルダー反応の可逆性を反映している。出発材料およびそれに対応して、官能基化されたSWCNTの一部の重量損失は、残りの空気がいくらかシステム内に漏れていることに起因すると考えられる。図4aおよび4bは、得られた生成物のSEM図4aおよびTEM図4bによる画像の例を示しており、SWCNTの存在を裏付けるものである。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、特にTEM図4bで見られた表面の粗さは、官能基化によって引き起こされると理論が立てられる。分散性の評価は、実施例1と一致するODCB中での安定した分散という結果であった。実施例51リットルの三首平底フラスコを使用して、380mgの精製SWCNTNano-C,Inc.、純度98を500mLのインデン90、AlfaAesar中、アルゴン下で一晩還流した。冷却した後、真空下でロトバップを使用液体を蒸発させた。トルエンを加え、0.2μmのPTFE膜PallTF-200を通して固体材料を濾過した。残りの固体をトルエンおよびメタノールで洗浄し、その後60°Cで一晩真空乾燥した。379.1mgの粉末を回収し、詳細な特徴付けを行った。出発材料精製SWCNTと比較した官能基化SWCNTのラマンスペクトルを図5aおよび5bに示す。官能基化された材料を示す図5aは、5bに示される生成されたままのSWCNTと比較して低いD/Gバンドを示す。この観察は、官能基化剤と、より少ない-COOH基精製手順の間に導入されたを担持するSWCNTとの優先的な反応と関連している可能性がある。図6に示される不活性ガス窒素下の熱重量分析TGAは、良好な官能基化の証拠を提供した。図6に示されるTGA曲線は、官能基化SWCNTが通常の精製SWCNTよりも著しく顕著な重量損失を示すことを示唆しており、少なくともいくらかの付加反応の可逆性を反映している。この効果は、図3に示される生成されたままの材料のTGA曲線に示される効果と同様である。ここでも同様に、両方の試料のいくらかの重量損失は、少量の空気の吸気に起因する酸化によるものでなければならない。さらに、空気下でTGAを行った図7。官能基化SWCNTのより急速な重量損失の少なくとも一部は、恐らく官能基化反応の可逆性に起因するため、精製SWCNT出発材料と最終的な官能基化SWNTの酸化分解の比較は、SWCNTの安定性に対する仮にあるとしてもごくわずかな影響を示している。全ての残渣がTGAを実行する間にFe2O3に酸化されたFeで構成されていると仮定すると、反応生成物中の炭素質材料の存在量は、官能基化SWCNTおよび官能基化されていないSWCNTで、それぞれ98.2および98.8である。カーボンフィルムおよびホールカーボングリッド上に堆積させた後の走査型電子顕微鏡SEMおよび透過型電子顕微鏡TEMによる官能基化された精製SWCNTの画像を、それぞれ図8aおよび8bに示す。官能基化された精製SWCNTの赤外線スペクトルFT-IRを対応する出発材料と比較して測定した。図9aおよび9bに見られるように、カルボキシル酸基における-OHの伸長例えば、約3200~約3500cm1出発材料の精製中に導入されたが、両方の場合に存在する。芳香族系の特徴である約1600~1500cm1のC-C=C伸長も観察される。アルカンのH-C-H非対称および対称伸長約3000~約2800cm1およびH-C-H屈曲約1500~約1440cm-1は、官能基化SWCNTの場合により顕著であるように見える図9a。結論として、図9aおよび9bは、SWCNTがインタクトなままであることを裏付けるものであり、官能基化を示唆している。実施例6官能基化の程度がナノチューブの分散性と関連しているかどうかを判定するために、10mLのTHF中にそれぞれ2mgおよび5mgを含む、THF中の官能基化された精製SWCNTの2つの試料を調製した。Branson2210超音波処理槽にて1時間処理することにより、試料を平行して調製した。両方の分散液の写真を図11に示す。再びBeckmannL8-80超遠心機を使用して、1000、2000、5000、7500、および10,000rpmで30分連続的に遠心分離することにより、これらの分散液の安定性を評価した。初期濃度0.2および0.5mg/mLの分散液を比較した対応する写真を図12a~12eに示す。速度を増加させながら連続的に遠心分離することで観察され得るが、両方の分散液が徐々に透明になり、最初により高い濃度0.5mg/mLであった分散液は暗色のままであった例えば、図12e右側の試験管を参照。この知見は、初期濃度0.2mg/mLではいくらかの沈殿が見られたにもかかわらず、高度に官能基化されたSWCNTでは飽和が起こらなかったことを示唆するものである。実施例7次のステップでは、THF中での官能基化SWCNTの可溶化再結晶を精製のために用いた。160mgの官能基化された精製SWCNTを、1時間の超音波処理で補助しながら160mLのTHF中に分散させ、その後10,000rpmで1時間遠心分離した。ピペットで上澄み液を除去し、溶媒を乾燥させた。33mgの精製されたインデン官能基化SWCNTを回収した。SWCNTの存在を裏付ける対応するラマンスペクトルおよび紫外可視スペクトルを図13および14に示す。Branson2210超音波処理槽における短時間の超音波処理10~15秒によって補助するだけで、33mgの精製された官能基化SWCNTを20mLのTHF中に再度分散させることができ、濃度1.65mg/mLの溶液がもたらされる。本発明の説明および実施形態を検討するに当たり、当業者は、本発明を実行する上で、本発明の本質から逸脱することなく、変更および均等な置き換えが行われてもよいことを理解するであろう。したがって、本発明は、明示的に上述される実施形態によって限定されるのではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。"