カーボンナノチューブの

表面処理・分散技術と複合化事例

第1節　SiC表面分解を用いたカーボンナノチューブの生成条件
1.SiC表面分解法によるカーボンナノチューブ生成
2.生成条件によるCNT構造の変化
3.CNT長による電気伝導機構の変化
4.SiC表面分解CNT薄膜のキャパシタ特性
　4-1 CNT薄膜電極の作製
　4-2 CNT薄膜電極の電気化学活性化
　4-3 CNT薄膜電極キャパシタセルの性能
　4-4 ラミネート外装キャパシタセルの性能

第2節　液相法によるカーボンナノチューブの新規合成プロセス
1.実験方法
2.結果および考察

第3節　アーク放電法を用いたカーボンナノチューブの合成
1.ナノチューブのアーク合成の歴史
2.アーク合成装置
3.ナノチューブの合成過程
4.アーク合成ナノチューブの性質
5.アーク装置の改良
6.陰極再堆積の回避
7.熱対流を抑えたアーク合成
8.新しいナノチューブのアーク合成

第4節　CVD法による単層カーボンナノチューブの低圧力・低温成長
1.単層カーボンナノチューブ成長と作製温度
2.単層カーボンナノチューブの低温成長
3.単層カーボンナノチューブの低圧力成長

第5節　カーボンナノチューブのマイクロ波加熱による高速合成とその直径の制御
1.マイクロ波加熱を用いたCNT合成法
　1-1 金属錯体法
　1-2 混合法
　1-3 ナノファイバー法
2.生成するCNTの直径に及ぼすNiナノ粒子触媒の直径の影響

第6節　多層カーボンナノチューブの熱処理による構造制御とその材料特性評価
1.熱処理による構造制御
2.MWCNT単体の力学特性
3.MWCNTの線膨張係数

第7節　CNTフォレストからの乾式CNTウェブ紡績
1.紡績性CNTフォレスト
2.CNT乾式紡績現象
3.CNTウェブの利用技術

第1節　アーク放電法による単層カーボンナノチューブの作製と分離精製のキーポイント
1.単層カーボンナノチューブの作製法　-アーク放電法との比較-
　1-1 高温レーザー蒸発法
　1-2 アルコールＣＶＤ法とe-DISP法
2.単層カーボンナノチューブの分離精製
　2-1 界面活性剤を用いた水溶液中への分散
　2-2 さまざまな分離精製法
　2-3 二液相法による金属/半導体単層カーボンナノチューブの分離精製と膜作製

第2節　有機溶媒系におけるカーボンナノチューブの分離精製
1.SWNTsの有機溶媒への分散性
2.アミンを用いたSWNTsの分散と分離
3.π電子系化合物を用いたSWNTsの分散と分離

第3節　遠心分離によるカーボンナノチューブの精製
1.CNTの凝集体除去を目的とした遠心分離
2.連続式超遠心機を用いたCNT精製のスケールアップ
3.密度勾配超遠心法を用いたCNTの分離

第4節　カーボンナノチューブの濾過技術
1.カーボンナノチューブの濾過に用いられる濾過膜
2.カーボンナノチューブ懸濁液の濾過過程の解析例

第1節　カーボンナノチューブの分散プロセスを最適化するためのポイント
1.背景
　1-1 粉砕と解繊の違い
　1-2 分散機の力の方向
　1-3 目に見えない分散の盲点
　1-4 CNTの選択、CNTのスクリーニング
2.暗黒物質との関係

第2節　気相浮遊コーティングプロセスによる被覆カーボンナノチューブの調製
1.気相浮遊コーティングプロセスの原理と装置・方法
2.調製された被覆CNTの性状と被覆の機構

第3節　低圧プラズマによるカーボンナノチュブの表面処理と分散性向上
1.カーボンナノチュブの表面修飾
2.低圧プラズマ表面修飾
　2-1 低圧プラズマの特性
　2-2 低圧プラズマと物質の相互作用
3.低圧プラズマを用いたカーボンナノチュブの表面修飾
　3-1 マイクロ波励起表面波プラズマ装置
　3-2 Ar/O2マイクロ波プラズマを用いたカーボンナノチューブの表面修飾および分散性
　3-3 Ar/H2Oマイクロ波プラズマを用いたカーボンナノチューブの表面修飾および分散性
　3-4 Ar/NH3マイクロ波プラズマを用いたカーボンナノチューブの表面修飾

◇第４章 カーボンナノチューブの分散技術◇

第1節　カーボンナノチューブの分散の重要性と分散手法
1.CNTを分散/可溶化する化学物質および分散法
2.SWNTの局所修飾によるSWNTからのフォトルミネッセンス(PL)の変調
3.金属製SWNTと半導体SWNTの分離
4.複合材料創製
5.CNTを素材とする新しい電池触媒
　5-1 Pt型燃料電池触媒
　5-2 Pt, Irを使用しない電極触媒
6.バイオアプリケーション (CNTとバイオ分子との複合化)

第2節　マイクロ波によるカーボンナノチューブや分散媒の化学修飾
1.カーボンナノチューブの分散と安定化
2.カーボンナノチューブの化学反応と収率
3.化学修飾におけるマイクロ波の役割
4.カーボンナノチューブだけのマイクロ波加熱
5.カーボンナノチューブ欠陥への反応
6.カーボンナノチューブ加熱によるヘモグロビンの変性
7.カーボンナノホーン加熱による分散媒体を経由した反応制御
8.ポリマーCNTコンポジットの物性改良
9.塩化アルカリ金属類の熱酸化触媒作用によるカーボンナノチューブの精製

第3節　分散剤フリーのカーボンナノチューブの高圧解繊分散
1.はじめに
　1-1 分散剤の役目
　1-2 NMPから水系移行
　1-3 界面活性剤の役目と弊害
2.横せん断と縦衝突
　2-1 カーボンナノチューブの不均質性からくる破断
　2-2 装置側の乱れからくるCNTの破断
　2-3 分散剤との関係
　2-4 分散剤フリーとしての横せん断
　2-5 横せん断でも泡はでる
　2-6 意外と気が付かない水の３つの要素

第4節　フラーレンナノ粒子によるカーボンナノチューブの水中分散
1.水中分散性を示すフラーレンナノ粒子
　1-1 フラーレンナノ粒子の調製
　1-2 ナノ粒子の分散安定性
2.フラーレンナノ粒子を用いたカーボンナノチューブの水中分散
　2-1 PC61BM ナノ粒子/SWCNT 複合体の調製
　2-2 分散性の評価
3.水溶性ポリチオフェンとの p/n ヘテロ接合化と光エネルギー変換材料への応用

第5節　ペプチドによるカーボンナノチューブの分散性向上
1.合成ポリペプチドを用いたカーボンナノチューブの分散
2.ペプチドの De Novo デザイン
3.進化分子工学によるペプチドアプタマーの選定
　3-1 ファージディスプレイ法
　3-2 リボソームディスプレイ法

第6節　カーボンナノチューブの分散、および複合材への適用
1.分散におけるCNTの特殊性
2.CNTの分散理論
　2-1 静電反発による分散
　2-2 立体反発による分散
3.他材料との複合化
　3-1 樹脂との複合化
　3-2 粉体材料との複合化
　3-3 粒子分散系との複合化
　3-4 セルロースナノファイバーとの複合化

第1節　カーボンナノチューブの解繊と高分子強化フィラーとしての利用
1.CNTのゴム・エラストマー類への解繊・分散
2.弾性混練法により解繊したMWCNT/ゴム複合体の特性とセルレーションモデル
3.セルレーション技術のフッ素ゴムへの応用と油田・ガス田での商品化
4.MWCNTセルレーション技術の樹脂類への応用

第2節　銀ナノ粒子/カーボンナノチューブ新規複合体の開発
1.AgNPs，改質CNTの作製
　1-1 AgNPsの作製
　1-2 改質CNTの作製
　　1-2-1 硝酸改質CNT
　　1-2-2 リシン改質CNT
2.AgNPs/CNT複合体の作製
　2-1 Two Steps合成法によるAgNPs/CNT複合体の作製
　2-2 硝酸改質CNTを用いる複合体の作製
　2-3 リシン改質CNTを用いる複合体の作製
3.AgNPs/CNT複合体の構造評価
　3-1 透過型電子顕微鏡（TEM）観察
　3-2 X線光電子分光（XPS）分析
4.AgNPs/CNT膜の透過率と表面抵抗率
　4-1 TCF_Ag/CNT膜の作成
　4-2 FE-SEM観察とEDS元素分析
　4-3 膜の透過率
　4-4 表面電気抵抗

第3節　熱間圧延法によるカーボンナノチューブ/アルミニウム基複合材料の作製と性能評価
1.CNT/ Al基複合材料の作製
　1-1 CNT分散液の作製
　1-2 スラリー法によるCNT/ Al基複合材料の作製
　1-3 CNT/ Al基複合材料の圧延加工
2.性能評価
　2-1 CNT分散性評価
　2-2 ビッカース硬さ試験
　2-3 3点曲げ試験結果
　2-4 引張試験結果

第4節　新規表面改質法を用いた有機化カーボンナノチューブによる界面単層膜形成とポリマーナノコンポジット創出
1.実験項
　1-1 試料
　1-2 測定方法
2.結果と考察
　2-1 有機修飾SWCNT界面単層膜の形成
　2-2 有機修飾SWCNT界面単層膜の創出に伴う技術の拡張
　2-3 有機修飾SWCNT界面単層膜の問題を解決する：長鎖ホスホン酸修飾

第5節　カーボンナノチューブ超軽量材料の開発
1.超軽量材料の開発
2.凍結乾燥プロセスによる超軽量材料の配向構造制御
3.超弾性を有する超軽量材料
4.カーボンナノチューブ/カルボキシメチルセルロースナトリウム超軽量材料の作製

第6節　カーボンナノチューブの内部空間を利用した1次元ナノ物質の創製
1.融合反応による１次元ナノ物質の合成
　1-1 フラーレンの融合反応によるCNTへの変換
　1-2 小分子の融合反応によるグラフェンナノリボン合成
　1-3 ポリインの合成
2.選択的な化学結合切断を利用した１次元ナノ物質の精密合成
　2-1 選択的脱ハロゲン化を利用したジアマンタンポリマーの合成
　2-2 芳香族ポリマーの合成とその構造
　2-3 炭素-水素結合の切断を伴うポリチオフェン合成
3.水素結合ネットワークによるCNT内部での１次元ナノ物質創製

第1節　気相法炭素繊維系導電助剤の分散特性と電池性能の向上
1.VGCF(R)の代表物性
2.VGCF(R)のＬＩＢ用導電助剤としての添加効果
　2-1 LIB用導電材特性比較とVGCF(R)添加基礎概念
　2-2 高電極密度でのVGCF(R)の電極内電解液浸透性改善
3.VGCF(R)のＬＩＢ用途への最近の検討状況
　3-1 VGCF(R)とCBとの耐酸化性（正極側電位安定性）
　3-2 VGCF(R)-H／CNT／CB三種導電材
　3-3 Si系高容量負極への適用

第2節　カーボンナノチューブ複合めっき基板の集電体への応用
1.高強度クラッド集電箔
2.電気化学的手法により作製した粗面化集電体
3.カーボンナノチューブ複合めっき膜の創製と集電体への応用

第3節　アルカリ金属ハライド内包カーボンナノチューブの電池電極特性
1.アルカリ金属ハライドのナノ結晶
2.ハロゲン分子内包SWCNTの電極特性
3.アルカリ金属ハライド内包SWCNTの電極特性

第4節　カーボンナノチューブを利用したフレキシブル熱電変換材料の開発
1.熱電変換の原理
2.有機熱電材料の特徴とカーボンナノチューブの有機熱電材料
3.高出力なハイブリッド型CNT熱電材料
4.大気下安定性を有するn型半導体特性のCNT材料

第5節　カーボンナノチューブ紡績糸を利用したフレキシブル熱電素子の開発
1.熱電変換の基本原理とフレキシブル熱電変換材料／素子に対する要求
2.布状熱電変換素子の構造
3.ウェットスピニング法によるCNT紡糸法概要
4.CNT分散法の検討
5.バインダーポリマー量の検討
6.CNT紡績糸のn型ドーピング
7.CNT紡績糸への縞状ドーピングによる布状熱電変換素子の試作と評価

第6節　金属電極を使わない両面に単層カーボンナノチューブ薄膜電極を用いたペロブスカイト太陽電池の開発
1.ペロブスカイト太陽電池の構造の簡略化
2.アノードとカソードに用いられるカーボンナノチューブ電極
3.両面カーボンナノチューブ電極を用いたペロブスカイト太陽電池
4.カーボンナノチューブ電極とドーピング効果
5.両面カーボンナノチューブ電極を用いたペロブスカイト太陽電池のプロセスイノベーション
6.コスト解析

第1節　カーボンナノチューブ含有コンポジットの創製とその高導電性材料としての応用展開
1.高分子/CNT 系ナノコンポジット創製の鍵
2.高せん断成形加工法の開発経緯と概要
3.高分子/ CNT 系導電性ナノコンポジット
4.伸縮自在電極の構築に向けた高導電性エラストマーの創製
5.表面コーティング手法による高導電性化
6.階層構造構築による三元系導電性材料の創製

第2節　カーボンナノチューブをテンプレートとした超伝導ナノワイヤーの開発
1.カーボンナノチューブをテンプレートとした超極細超伝導ナノワイヤー開発と量子デバイス応用
　1-1 架橋カーボンナノチューブ上のナノワイヤー成長
　1-2 一次元超伝導ナノワイヤーにおける一次元超伝導特性観測

第3節　高性能ナノカーボン高分子アクチュエータに向けたＣＮＴ電極用分散液の開発
1.高性能ナノカーボン高分子アクチュエータ用ＣＮＴ電極用分散液の開発
　1-1 ナノカーボン高分子アクチュエータ
　1-2 ナノカーボン高分子アクチュエータの高性能化
　1-3 ナノカーボン高分子アクチュエータ用CNT分散液
　1-4 ナノカーボン高分子アクチュエータ用CNT分散液の大量製造と大面積印刷

第4節　半導体型単層CNTを用いたオールカーボン型電界電子放出素子作製とその特性
1.単層カーボンナノチューブの導電性改善による電界電子放出特性の理論的アプローチ
2.半導体SWCNTによるオールカーボン電極作製およびFE特性評価手法
　2-1 分散剤、コート剤の影響
　　2-1-1 実験方法
　　2-1-2 試験結果
　2-2 バッキーペーパー化
　　2-2-1 実験方法
　　2-2-2 試験結果
3.FE特性評価
　3-1 半導体型hc-SWCNTのFE特性
　3-2 アニール未処理半導体型SWCNTのFE電流揺らぎ

第5節　電荷1個で動作するカーボンナノチューブメモリデバイスの開発
1.カーボンナノチューブ電界効果トランジスタとメモリデバイスへの応用
2.ナノ浮遊ゲート構造カーボンナノチューブ単電子メモリデバイスの作製
3.ナノ浮遊ゲート構造カーボンナノチューブ単電子メモリデバイスの動作

第6節　カーボンナノチューブ複合紙の開発とエレクトロニクス分野への応用展開
1.カーボンナノチューブ複合紙
2.ペーパートランジスタ
3.熱電発電紙
4.人工物メトリクス認証の認証鍵
5.電磁波シールド紙

第1節　カーボンナノチューブのセンサへの応用
1.ガスセンサへの応用
2.CNT-FETのバイオセンサへの応用
3.微小力・質量計測への応用

第2節　カーボンナノチューブを超分子ポリマーで被覆した有毒ガスセンサ材料の開発
1.超分子ポリマーの設計と合成
2.超分子ポリマーを用いたSWCNTsの被覆と分散
3.センサの構築と評価
4.半導体分離SWCNTsを用いたセンサの高感度化

第3節　カーボンナノチューブを利用したガスセンサの開発
1.カーボンナノチューブの形態と水素検知特性
2.火山性ガス検知用酸化スズ被覆カーボンナノチューブセンサ

第4節　カーボンナノチューブ分散電極を利用したバイオセンサ
1.カーボンチューブ分散電極の作製方法
2.酵素膜電極の高感度化
3.酵素吸着カーボンナノチューブ分散電極
　3-1 カーボンナノチューブの酵素吸着能
　3-2 高感度過酸化水素センサの開発

第5節　カーボンナノチューブの光応答を用いたナノバイオセンシング
1.DNAを用いたCNT分散液の作製
2.CNTの近赤外吸収スペクトルを用いたナノバイオセンシング
3.CNTの近赤外発光スペクトルを用いたナノバイオセンシング
4.吸収スペクトルと発光スペクトルの違い
5.CNTの蛍光消光現象
6.DNA-CNT複合体のナノ評価
7.キラリティによる応答の違い

第1節　カーボンナノチューブの特異な狭帯域熱放射現象
1.研究概要
2.熱励起子放射の特徴
3.今後の展開

第2節　カーボンナノチューブを配向させた紫外・可視・赤外用偏光板の開発
1.光学材料としてのカーボンナノチューブの性質
2.テラヘルツ・赤外領域におけるカーボンナノチューブ偏光板
3.紫外・可視・近赤外領域におけるカーボンナノチューブ偏光板
4.偏光板の開発のためのカーボンナノチューブの配向度・分散評価

第3節　カーボンナノチューブ透明導電膜の特性と作製・低抵抗化技術
1.カーボンナノチューブ透明導電膜の構造と電気伝導
2.カーボンナノチューブ透明導電膜のフレキシブル性
3.カーボンナノチューブ透明導電膜の成膜手法
　3-1 ウェットプロセスによる成膜
　3-2 ドライプロセスによる成膜
4.カーボンナノチューブ透明導電膜の低抵抗化手法
　4-1 キャリアドーピングによる低抵抗化
　4-2 カーボンナノチューブ間の接点抵抗に着目した低抵抗化

第4節　カーボンナノチューブとポリマーとの複合化による透明導電材料の作製
1.透明導電材料に関する理論
2.ポリマーとCNTとの複合化による透明導電材料作製の試みの例
3.ポリマー/CNT透明導電材料作製に際しての各種処理の影響

第5節　カーボンナノチューブへの通電による構造変化と発光のその場TEM評価
1.ナノカーボンを観察するための顕微鏡法
2.その場透過電子顕微鏡法によるナノカーボンの構造と特性の同時評価
3.カーボンナノチューブヒータ上で加熱したシリコンナノ粒子の構造変化
4.カーボンナノチューブへの通電による構造変化と発光

第1節　カーボンナノチューブの軟X線吸収分光による基礎物性評価
1.XAS分析装置と試料作製
2.VA-MWCNT薄膜のXAS分析
　2-1bVA-MWCNT薄膜のTEY-XASスペクトル
　2-2 VA-MWCNT薄膜の化学状態分析
　2-3 VA-MWCNT薄膜の配向性分析
　2-4 VA-MWCNT薄膜の酸素含有量分析

第2節　カーボンナノチューブの切断、長さ及び直線性の評価
1.カーボンナノチューブの形状測定
　1-1 カーボンナノチューブの形状に関する指標
　1-2 CNT分散状態と分散処理条件がカーボンナノチューブ形状に及ぼす影響
2.ビーズミルによるカーボンナノチューブの切断
　2-1 ビーズミル処理前後のカーボンナノチューブ凝集構造と溶液への再分散性
　2-2 ビーズミル処理によるカーボンナノチューブ形状の変化
　2-3 カーボンナノチューブ形状による導電性への影響

第3節　TD-NMRによるカーボンナノチューブの分散凝集状態の評価および界面特性評価
1.測定原理
　1-1 緩和時間測定による分散凝集状態の評価　比表面積・分散度の比較
　1-2 緩和時間測定による界面特性評価
2.評価事例
　2-1 カーボンナノチューブの最適な分散時間の推定
　2-2 分散剤の最適量評価
　2-3 溶媒種による濡れ性の違いを数値化
　2-4 カーボンナノチューブの純度と緩和時間の関係

第4節　遠心沈降法によるカーボンナノチューブの粒子径計測
1.遠心沈降方式粒子径分布測定法
　1-1　積算沈降法と頻度別沈降法
　1-2 頻度別遠心沈降法の測定装置
　1-3 頻度別遠心沈降法の応用範囲
2.カーボンナノチューブの測定
　2-1 多層カーボンナノチューブ
　2-2 最適な分散処理時間の決定
　2-3 凝集体の精度確認
　2-4 単層カーボンナノチューブ
　2-5 カーボンナノチューブの長さ違いの検出

第5節　単層カーボンナノチューブの強度計測技術
1.実験方法
　1-1 MEMS援用引張試験システム
　1-2 CNTサンプリング技術
2.単層CNTのSEM内引張試験
　2-1 引張試験片
　2-2 引張試験結果

第6節　多層カーボンナノチューブの機械・電気特性評価
1.MWCNTの合成方法
2.MWCNT単体に対する機械・電気特性評価手法
　2-1 機械特性評価法
　2-2 電気特性評価法
　2-3 MEMSデバイスによる機械-電気連成特性評価法
3.MWCNTの機械特性
4.MWCNTの電気特性

第7節　高配向カーボンナノチューブ膜の接触熱抵抗の測定
1.計測装置および方法
2.サンプル
3.計測結果
　3-1 温度計測結果
　3-2 接触熱抵抗の計算

第1節　ナノファイバーの吸音材料としての応用
1.吸音材料の種類と特徴
2.シリカファイバーシートの構造と吸音特性
3.音響モデルを用いたシリカファイバーシートの吸音率解析

第2節　吸音材の吸音率予測手法の開発
1.極細繊維単体の吸音率計算手法
2.極細繊維を含む積層吸音材の計算結果