碳纳米管分为单壁碳纳米管 Single Wall Carbon Nanotubes (SWCNTs),其形成圆筒状的石墨层为1层;
以及,多层碳纳米管(MWCNT),其形成圆筒状的石墨层为2层或2层以上。
众所周知的是,在单壁碳纳米管中,对应于相对石墨层的圆筒轴的上述六元环的排列方法,已知有扶椅型(armchair)、拉炼型(zigzag)、及对掌型(chiral)。
多层碳纳米管具有导电性、高弹性、及高强度等特性。另一方面,单壁碳纳米管具有高弹性、导电体或半导体的电气特性、极其强韧的机械特性、超过金刚石(diamond)的热传导性、分子的吸收吸附特性等范围较广的特异性(例如参照非专利文献1)。例如,其具有如下特性:数千Gpa的杨氏模量(Young’smodulus)、数十Gpa的抗拉强度(于扫描式电子显微镜(SEM)内测定),进而当施加弯曲应力时,于压缩侧获得起伏构造并进一步变形,且极难断裂(参照例如非专利文献2)。因此,可预期利用上述多个单壁碳纳米管的特性,而广泛应用于静电防止剂、导电性墨水/涂料、氢吸附材料、半导体、化学反应领域、燃料电池触媒载体、二次电池负极材料、传感器、元件、复合材料的充填剂、宇宙航空、生物/医疗领域等各种技术领域。
碳纳米管通常借由电弧放电法(Arc discharge)、激光蒸镀法(LaserDeposition)、热化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)法、气相流动法(Vapor Phase Growth)等各种制造方法而制造。电弧放电法,一般是指将碳作为电极,并利用电弧放电使碳纳米管成长的方法,所以可大量制造碳纳米管。激光蒸镀法,一般是指借由激光使石墨电极的一部分蒸发而制造碳纳米管的方法。热化学气相沉积法一般是指于基板上预先添加金属触媒,再于此处将作为碳源的烃(hydrocarbon)进行高温热分解,以制造碳纳米管的方法。气相流动法,一般是指使有机过渡金属化合物、碳源化合物与载送气体(carriergas)一同流通,并进行高温反应而制造碳纳米管的方法。除上述方法以外的各种方法,已知有例如是使用等离子化学气相蒸镀装置的方法,或者使用热化学气相蒸镀装置的方法等。
作为更具体的碳纳米管的制造方法,例如可列举如下方法:于模板上配置碳源聚合物,并进行高温烧成进而以较高产率制造碳纳米管的方法(参照日本专利文献1);可大量制造碳纳米管的化学气相蒸镀法(参照日本专利文献2);非晶质(amorphous)碳纳米管的制造方法(参照日本专利文献3);将含有触媒金属化合物(特别是溶解状态下的触媒金属盐)的有机溶剂溶液,导入于加热至700~1,500℃的加热炉中,以此作为特征的碳纳米管的制造方法(参照日本专利文献4)等。
可借由上述多个碳纳米管的制造方法而制造碳纳米管。但是,多层碳纳米管不具有单壁碳纳米管的上述特性,且为了将单壁碳纳米管活用于各种技术领域,必需以高纯度而制造单壁碳纳米管。然而,由上述碳纳米管的制造方法所获得的碳纳米管,其是多层碳纳米管,或是少数的单壁碳纳米管与多数的多层碳纳米管的混合物。特别是,在气相流动法、化学气相蒸镀法中,单壁碳纳米管的制造非常困难。因此,为将单壁碳纳米管活用于各种技术领域,需要谋求可选择性地制造单壁碳纳米管的制造方法。
























问 什么 是单壁碳纳米管 ?有啥作用?