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カーボンナノチューブ複合体 コモンズ

国内特許コード P07A010502
整理番号 P03-19
掲載日 2007年9月14日
出願番号 特願2003-400691
公開番号 特開2005-162790
登録番号 特許第3823157号
出願日 平成15年11月28日(2003.11.28)
公開日 平成17年6月23日(2005.6.23)
登録日 平成18年7月7日(2006.7.7)
発明者
  • 小夫家 芳明
  • 佐竹 彰治
出願人
  • 学校法人奈良先端科学技術大学院大学
発明の名称 カーボンナノチューブ複合体 コモンズ
発明の概要

【課題】溶媒への高い分散性を有するとともに、より優れた電子特性及び光学特性を有するカーボンナノチューブ複合体を提供すること。
【解決手段】カーボンナノチューブを4官能性イミンポリマーにより修飾してなることを特徴とする。カーボンナノチューブの4官能性イミンポリマーによる修飾は、4つのアルデヒド基又はアミノ基を有する化合物Aと1つ又は2つのアミノ基又はアルデヒド基を有する化合物Bとを、カーボンナノチューブの存在下で反応させることにより行うことが出来る。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブは、電子特性に優れており、微細で、かつ高強度であることから、様々な用途における電子材料として有望視されている。カーボンナノチューブ単独を材料として用いる研究は、すでに様々な面で行われているが、今後は、カーボンナノチューブに別の機能性分子を結合させるなどして修飾し、複合材料としての利用法を模索してゆく必要性があると考えられている。



近年、光機能性材料を用いた技術が急速に発展しており、光機能性材料とカーボンナノチューブの電子特性を組み合わせた新規な複合材料は、特に有望である。一方、現在合成されているカーボンナノチューブは長い繊維が集合した束であり、通常の溶媒への分散性が極めて低い。このことは、複合化に溶液プロセスを使用することができないなど、大きな問題点となっている。従って、カーボンナノチューブを機能性分子によって修飾し、溶媒への分散性を向上させる技術が必要となっている。



即ち、束になっているカーボンナノチューブを、単分子や薄膜として取り扱うためには、適当な媒体に分散させる必要がある。これまでカーボンナノチューブの溶媒への分散性を向上させる方法として、カーボンナノチューブを酸化により切断する方法(例えば、非特許文献1参照)、ポリメタフェニレン-ビニレン系ポリマーでラッピングする方法(例えば、非特許文献2参照)などが開発されている。



これらの方法のうち、酸化により切断する方法は、カーボンナノチューブの表面も同時に酸化され、電子的特性が損なわれてしまうため、電子デバイスに用いるには好ましくない。また、ポリメタフィニレン-ビニレン系ポリマーでラッピングする方法では、光学特性が不十分である。従って、溶媒への高い分散性を有するとともに、より優れた電子特性及び光学特性を有するカーボンナノチューブ複合体が求められている。

【非特許文献1】Chen, J.; Hamon, M.A.; Hu, H.; Chen, Y.; Rao, A.M.; Eklund, P.C.; Haddon, R.C. Science 1998, 282, 95-98.

【非特許文献2】A. Star, J.F. Stoddart, D. Steuerman, M. Diehl, A. Boukai, E.W. Wong, X. Yang, S.-W. Chung, H. Choi, J.R. Heath, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1721-1725.

【非特許文献3】S. Bandow, A.M. Rao, K.A. Williams, A. Thess, R.E. Smalley, P.C. Eklund, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8839-8842.

【非特許文献4】Takanori Fukushima, Atsuko Kosaka, Yoji Ishimura, Takashi Yamamoto, Toshikazu Takigawa, Noriyuki Ishii, and Takuzo Aida Science 2003; 300: 2072-2074.

産業上の利用分野


本発明は、優れた電子特性及び光学特性を有するとともに、溶媒への分散性に優れたカーボンナノチューブ複合体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カーボンナノチューブを4官能性イミンポリマーにより修飾してなることを特徴とするカーボンナノチューブ複合体。

【請求項2】
前記カーボンナノチューブの4官能性イミンポリマーによる修飾は、4つのアルデヒド基又はアミノ基を有する化合物Aと1つ又は2つのアミノ基又はアルデヒド基を有する化合物Bとを、カーボンナノチューブの存在下で反応させてなることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ複合体。

【請求項3】
前記化合物Aは、下記式(1)により表わされ、前記化合物Bは、下記式(2)により表わされることを特徴とする請求項2に記載のカーボンナノチューブ複合体。
A’-X-A-X-A’ (1)
(式中、Aは、下記式(1a-1)~(1a-31)からなる群から選ばれ、A’は、下記式(1b-1)又は(1b-2)により表わされる4官能性基であり、Xは、存在しないか又は、アルキレン、アリーレン、(CH-O-、(CH-CO-、及び(CH-OC-(nは整数)からなる群から選ばれる基である。)
【化学式1】


【化学式2】


B’-B-B’ (2)
(式中、Bは、下記式(2-1)~(2-10)からなる群から選ばれ、B’はアミノ基又はアルデヒド基である。)
【化学式3】



【請求項4】
前記化合物Aが4つのアルデヒド基を有する化合物であり、前記化合物Bは、1つ又は2つのアミノ基を有する化合物であることを特徴とする請求項2又は3に記載のカーボンナノチューブ複合体。

【請求項5】
前記化合物Aがポルフィリンテトラアルデヒド又は芳香族テトラアルデヒドであり、前記化合物Bは、芳香族ジアミンであることを特徴とする請求項4に記載のカーボンナノチューブ複合体。

【請求項6】
前記化合物Aが4つのアミノ基を有する化合物であり、前記化合物Bは、1つ又は2つのアルデヒド基を有する化合物であることを特徴とする請求項2又は3に記載のカーボンナノチューブ複合体。

【請求項7】
前記化合物Aがポルフィリンテトラアミン又は芳香族テトラアミンであり、前記化合物Bは、芳香族ジアルデヒドであることを特徴とする請求項6に記載のカーボンナノチューブ複合体。
産業区分
  • 高分子化合物
  • 無機化合物
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003400691thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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