專利名稱：：定向碳納米管整體集合體及其制造方法與用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本申請(qǐng)的發(fā)明涉及定向碳納米管整體集合體及其制造方法與用途，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及達(dá)到原來(lái)沒(méi)有的高密度化、高硬度化、高純度化、高比表面積、高導(dǎo)電性、大型化、圖形化的定向碳納米管整體集合體及其制造方法與用途。
背景技術(shù)：
：新型的電子裝置材料，或光學(xué)元件材料、導(dǎo)電性材料、生物體相關(guān)材料等功能性材料的發(fā)展所期待的碳納米管(CNT)，對(duì)其收率、品質(zhì)、用途、批量生產(chǎn)效率、制造方法等進(jìn)行了深入探討。為使碳納米管作為上述功能性材料得到實(shí)際應(yīng)用，其手段之一是考慮把多根碳納米管加以集合，制成整體集合體，使該整體集合體的尺寸大型化，同時(shí)謀求純度、比表面積、導(dǎo)電性、密度、硬度等特性的提高，達(dá)到所希望的形狀的圖形化。另外，碳納米管的批量生產(chǎn)效率也必需顯著提高。為了解決如此課題，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行悉心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在金屬催化劑存在下，使碳納米管進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法中，在反應(yīng)氛圍氣中通過(guò)添加微量水蒸氣，與原有方法相比，能夠得到純度高、顯著大型化的定向碳納米管整體集合體，這在非專利文獻(xiàn)l等已有報(bào)導(dǎo)。非專利文獻(xiàn)1:KenjiHataetal，Water-AssistedHighlyEfficientSynthesisofImpurity-FreeSingle-WalledCarbonNanotubes，SCIENCE,2004.11.19,vol.306，p.1362-1364。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題上述非專利文獻(xiàn)1中報(bào)導(dǎo)的定向碳納米管整體集合體，例如，是純度未經(jīng)精制處理為99.98質(zhì)量％，比表面積為約1000m7g，高度(長(zhǎng)度)也為約2.5咖左右的，多根單層碳納米管集合而成長(zhǎng)的材料。因此，該定向碳納米管整體集合體，為了作為具有更優(yōu)良特性的功能性材料加以應(yīng)用，由于上述報(bào)告的結(jié)構(gòu)體的密度為約0.03g/cm3左右，機(jī)械性脆，故必需更加提高其強(qiáng)度、硬度。另外，對(duì)其操作性及加工性等也有更進(jìn)一步探討的余地。在這里，本申請(qǐng)的發(fā)明的課題是，從上述背景出發(fā)，提供具有原來(lái)沒(méi)有的高密度且高硬度的定向碳納米管整體集合體及其制造方法。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明另一課題是提供采用簡(jiǎn)便的手段，達(dá)到高純度、高比表面積、高導(dǎo)電性，具有優(yōu)良的批量生產(chǎn)性、大型化的定向碳納米管整體集合體及其制造方法。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明的又一課題是提供操作性及加工性優(yōu)良的定向碳納米管整體集合體及其制造方法。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明再一課題是提供達(dá)到圖形化的定向碳納米管整體集合體及其制造方法及用途。用于解決課題的手段本申請(qǐng)解決上述課題而提供以下的發(fā)明。定向碳納米管整體集合體，其特征在于，多根碳納米管在規(guī)定的方向定向，密度為0.2~1.5g/cm3。上述[1]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為單層碳納米管。上述[1]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為雙層碳納米管。上述[1]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為單層碳納米管與雙層及三層以上的碳納米管混合存在。上述[1]~[4]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，純度為98質(zhì)量％以上。上述[1]~[5]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，比表面積為600~2600m7g。上述[1]~[5]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，為未開口，比表面積為600~1300m7g。上述[1]~[5]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，為開口，比表面積為1300~2600m7g。~[8]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，填充率為5~50°/。的介孔材料。上述[1]~[9]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，介孔孔徑為1.0~5.Onm。上述[1]~[10]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，維氏硬度為5~100HV。上述[1]~[11]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在基板上垂直定向或水平定向。上述[1]~[11]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在基板上相對(duì)基板面斜向進(jìn)行定向。上述[1]~[13]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在定向方向及與其垂直方向，光學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性及熱特性的至少任何一種具有各向異性。上迷[14]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在定向方向及與其垂直方向的各向異性的大小，大者的值對(duì)小者的值之比為1:5以上。上述[1]~[15]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，X線衍射測(cè)定時(shí)的定向方向與垂直于它的方向的(100)、(110)、(002)峰的任何一個(gè)的強(qiáng)度比，大者的值對(duì)小者的值之比為1:2~1:100。上述[1]~[16]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，整體集合體的形狀構(gòu)圖成規(guī)定的形狀。上述[17]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為薄膜。上述[17]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀是斷面為圓形、橢圓形、n角形(n為3以上的整數(shù))的柱狀。上述[17]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為塊狀。上述[17]所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為針狀。定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，在金屬催化劑存在下，使碳納米管化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法中，在反應(yīng)氛圍氣中使多根碳納米管定向成長(zhǎng)，把得到的多根碳納米管接觸液體后通過(guò)干燥，制成具有密度0.2~1.5g/cm3的定向碳納米管整體集合體。上述[22]所述的定向雙層碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，碳納米管為單層碳納米管的定向碳納米管整體集合體。上述[22]所述的定向雙層碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，碳納米管為雙層碳納米管的定向碳納米管整體集合體。上述[22]所述的定向雙層碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到碳納米管為單層碳納米管與雙層及三層以上的碳納米管混合存在的碳納米管整體集合體。上述[22]~[25]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到純度為98質(zhì)量％以上的定向碳納米管整體集合體。~[26]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到比表面積為600~2600m7g的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[26]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到未開口的、比表面積為600~1300m7g的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[26]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到開口的、比表面積為1300"00邁7g的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[29]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到在定向方向及與其垂直方向，光學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性及熱特性的至少任何一種具有各向異性的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[30]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到在定向方向及與其垂直方向的各向異性的大小，大者的值對(duì)小者的值之比為1:5以上的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[31]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到X線衍射測(cè)定時(shí)的定向方向與垂直于它的方向的(100)、(110)、(002)峰的任何一個(gè)的強(qiáng)度比，大者的值對(duì)小者的值之比為1:2~1:100的定向碳納米管整體集合體。上述[22]~[32]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形成規(guī)定形狀的構(gòu)圖的定向碳納米管整體集合體。上述[33]所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為薄膜的定向碳納米管整體集合體。上述[33]所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀是斷面為圓形、橢圃形、n角形(n為3以上的整數(shù))的柱狀的定向碳納米管整體集合體。上述[33]所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為塊狀的定向碳納米管整體集合體。上述[33]所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為針狀的定向碳納米管整體集合體。放熱體，其特征在于，采用上述[1]~[21]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。物品，其特征在于，采用上述[38]所述的放熱體。[40]傳熱體，其特征在于，采用上述[l]~[21]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。物品，其特征在于，釆用上述[40]所述的傳熱體。[42]導(dǎo)電體，其特征在于，采用上述[l]~[n]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。物品，其特征在于，采用上述["]所述的導(dǎo)電體。電極材料，其特征在于，采用上述[1]~[21]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。電池，其特征在于，采用上述[44]所述的電極材料作為電極。電容器或超級(jí)電容器，其特征在于，采用上述[1]~[21]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體作為電極材料。吸附劑，其特征在于，采用上述[l]~[n]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。氣體吸收體，其特征在于，采用上述[l]~[n]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。撓性導(dǎo)電加熱器，其特征在于，采用上述[l]~[21]任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。發(fā)明的效果本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，與非專利文獻(xiàn)1中本申請(qǐng)的發(fā)明人等提出的定向碳納米管整體集合體相比，是密度約20倍以上，達(dá)到極高(0.2g/cm'以上)，硬度也在100倍以上，達(dá)到極大的、原來(lái)沒(méi)有的高強(qiáng)度定向碳納米管整體集合體，其不是松軟感的材料，而是呈現(xiàn)作為所謂"固體"狀態(tài)的新型材料。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，由于抑制了催化劑或副產(chǎn)物的混入等而達(dá)到高純度比，比表面積也達(dá)到600~2600m2/g左右，與代表性的多孔材料活性炭或SBA-15相同程度的值，而相對(duì)通常的多孔材料為絕緣體，具有高導(dǎo)電性，當(dāng)制成片狀時(shí)具有撓性。采用非專利文獻(xiàn)l中制成的定向碳納米管整體集合體，制作定向碳納米管整體集合體時(shí)，可制成炭純度達(dá)到99.98%以上的材料。還有，本申請(qǐng)的發(fā)明的定向碳納米管整體集合體，由于操作性及加工性優(yōu)良，能夠容易加工成任意形狀。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，由于純度、密度、硬度、比表面積、導(dǎo)電性、加工性等特性優(yōu)良，可大型化，故適于在放熱體、傳熱體、導(dǎo)電體、電極材料、電池、電容器、及超級(jí)電容器、吸附劑、氣體吸收體、撓性加熱器等各種用途中使用。另外，按照本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的制造方法，通過(guò)采用化學(xué)氣相沉積(CVD)法的簡(jiǎn)便手段，可批量生產(chǎn)具有上述優(yōu)良特性的定向碳納米管整體集合體。圖l是定向碳納米管整體集合體的電子顯微鏡(SEM)的照片圖。圖2是定向碳納米管整體集合體的X線衍射數(shù)據(jù)圖。圖3是對(duì)定向碳納米管整體集合體，從垂直于定向方向的方向照射X線時(shí)的低角度X線衍射數(shù)據(jù)例圖。圖4是定向碳納米管整體集合體的液氮吸/脫附等溫曲線。圖5是定向碳納米管整體集合體的每單位體積吸附量圖。圖6是定向碳納米管整體集合體的每單位體積吸附量與每單位重量的比表面積關(guān)系圖。圖7是定向碳納米管整體集合體的拉曼分光評(píng)價(jià)結(jié)果之一例圖。圖8是多個(gè)定向碳納米管接觸液體前與接觸、干燥前后的狀態(tài)圖。圖9是表示多個(gè)定向碳納米管接觸液體前與接觸、干燥后的變化狀態(tài)圖。圖10是表示多個(gè)定向碳納米管接觸水、干燥后的拉曼測(cè)定數(shù)據(jù)圖。圖ll是定向碳納米管整體集合體的形狀控制方法模型圖。圖12是采用定向碳納米管整體集合體的放熱材料之一例的模擬圖。圖13是釆用定向碳納米管整體集合體的熱交換器之一例的模擬圖。圖14是表示定向碳納米管整體集合體的電流電壓特性(流過(guò)高電流時(shí))圖。圖15是表示定向碳納米管整體集合體的電流電壓特性(流過(guò)低電流時(shí))圖。圖16是采用定向碳納米管整體集合體的超級(jí)電容器之一例模擬圖。圖17是定向碳納米管整體集合體用于氫吸收體時(shí)的模擬示意圖。圖18是表示采用定向碳納米管整體集合體的撓性導(dǎo)電加熱器圖。圖19是定向碳納米管整體集合體用于超級(jí)電容器時(shí)的循環(huán)筆錄式極譜圖。具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)的發(fā)明的上述特征，通過(guò)下列實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，多根碳納米管聚集，相鄰的碳納米管通過(guò)范德荷夫力牢固結(jié)合，并且這些碳納米管在規(guī)定的方向定向，密度下限為0.2g/c邁3、優(yōu)選0.3g/cm3、更優(yōu)選0.4g/cm3,密度上限為1.0g/cm3、優(yōu)選1.2g/cm3、更優(yōu)選L5g/cm3。該定向碳納米管整體集合體的密度，當(dāng)過(guò)低于上述范圍時(shí)，機(jī)械性脆，得不充充分的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)過(guò)高時(shí)，比表面積減少。如此密度的定向碳納米管整體集合體，不是非專利文獻(xiàn)l中制成的定向碳納米管整體集合體那樣柔軟感的材料，而呈現(xiàn)所謂"固體"狀態(tài)的材料。圖1是本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的電子顯微鏡(SEM)的照相圖(a)，與非專利文獻(xiàn)l作成的定向碳納米管整體集合體(下面也稱作先前提出的定向碳納米管整體集合體)的照相圖(b)的比較來(lái)示出。在該例中，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的密度與先前提出的定向碳納米管整體集合體的密度相比，大到約20倍左右。另外，圖2示出本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的X線衍射數(shù)據(jù)。圖中L表示定向碳納米管整體集合體沿定向方向照射X線時(shí)的數(shù)據(jù)，T表示沿定向方向的垂直方向照射X線時(shí)的數(shù)據(jù)。從T方向及L方向，制造定向碳納米管整體集合體厚度相同的試樣進(jìn)行比較。通過(guò)X線衍射數(shù)據(jù)，從(100)、(011)、(002)衍射峰的L方向與T方向的強(qiáng)度比，可以確認(rèn)進(jìn)行良好的定向。(100)、(110)峰，當(dāng)從垂直于定向方向的方向(T方向)入射X線時(shí)，與沿定向方向(L方向)照射X線時(shí)相比，強(qiáng)度高，例如圖2的情況下，(100)峰、(IIO)峰強(qiáng)度比都是5:1。這是由于從垂直于定向方向的方向(T方向)照射X線時(shí)，可以看到構(gòu)成碳納米管的石墨晶格。反之，當(dāng)為(002)峰時(shí)，沿定向方向(L方向)照射X線時(shí)，與從垂直于定向方向的方向(T方向)入射X線時(shí)相比，強(qiáng)度強(qiáng)，而強(qiáng)度比，例如圖2的場(chǎng)合為17:1。這是由于沿定向方向(L方向)照射X線時(shí)，可以看到碳納米管彼此的接點(diǎn)。另外，圖3示出本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的沿定向方向(L方向)照射X線時(shí)的低角度X線衍射數(shù)據(jù)例子。在該例的情況下，已知晶格常數(shù)為約4.4nm的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的的碳納米管，既可以是單層碳納米管，又可以是雙層碳納米管，也可以是單層碳納米管與雙層或三層以上的碳納米管以適當(dāng)?shù)谋壤旌洗嬖?。關(guān)于本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的制造方法，可以通過(guò)上述第[22]~[37]的發(fā)明的方法制造，其詳情后述。釆用這些方法得到的定向碳納米管整體集合體，當(dāng)在要求純度的用途中使用時(shí)，其純度優(yōu)選98質(zhì)量％以上、更優(yōu)選99質(zhì)量％以上、尤其優(yōu)選99.9質(zhì)量％以上。本申請(qǐng)的發(fā)明人等按照非專利文獻(xiàn)1中提出的制造方法，即使不進(jìn)行精制處理，也可以得到上述高純度的定向碳納米管整體集合體。這樣純度高的定向碳納米管整體集合體，由于雜質(zhì)幾乎不混入，故可以發(fā)揮碳納米管本來(lái)的特性。在這里，本說(shuō)明書中所謂純度，用生成物中碳納米管的質(zhì)量％(mass"表示。該純度的測(cè)定，通過(guò)熒光X線的元素分析結(jié)果進(jìn)行計(jì)測(cè)。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，關(guān)于其高度(長(zhǎng)度碳納米管的長(zhǎng)度方向的尺寸)，根據(jù)用途，其優(yōu)選的范圍不同，但作為大型化使用時(shí)，關(guān)于下限優(yōu)選5pm、更優(yōu)選10nm、特優(yōu)選20jum,關(guān)于上限優(yōu)選2.5mm、更優(yōu)選lcm、特優(yōu)選10c邁。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，其比表面積極大，優(yōu)選的值根據(jù)其用途而異，但希望在大的比表面積下使用時(shí)，達(dá)到600~2600m2/g、更優(yōu)選800~2600m2/g、尤其優(yōu)選1000~2600mVg。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體材料為未開口材料，比表面積為600~1300m7g、更優(yōu)選800~1300mVg、尤其優(yōu)選1000~1300m7g。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的材料為開口的材料時(shí)，比表面積為1300~2600m7g、更優(yōu)選1500~2600m7g、尤其優(yōu)選1700~2600m7g。比表面積的測(cè)定，通過(guò)吸/脫附等溫線的計(jì)測(cè)來(lái)進(jìn)行。作為其一例，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體50mg，采用林式會(huì)社曰本《》的BELS0RP-MINI，以77K來(lái)計(jì)測(cè)液氮的吸/脫附等溫線(參照?qǐng)D4)(吸附平衡時(shí)間定為600秒)。從吸/脫附等溫線計(jì)測(cè)比表面積的結(jié)果是，約為1100m7g。另外，在0.5以下的相對(duì)壓力區(qū)域，可以得到直線性的吸/脫附等溫線，由此可見定向碳納米管整體集合體中碳納米管為未開口。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，通過(guò)實(shí)施開口處理，碳納米管的前端部開口，使比表面積更加增大。圖4的A表示本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的未開口部分，△表示開口部分，*表示先前提出的定向碳納米管整體集合體的未開口部分，O表示開口部分，x表示介孔硅石(SBA-l5)的數(shù)據(jù)。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的開口部分，可以實(shí)現(xiàn)約1900m2/g的極大比表面積。另外，每單位體積的吸附量示于圖5，每單位體積的吸附量與每單位重量的比表面積的關(guān)系示于圖6。從這些圖可知，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體顯示大的比表面積、良好的吸附特性。作為開口處理，作為干法，可以采用氧氣或二氧化碳、水蒸氣進(jìn)行處理。在可以采用濕法時(shí)，用酸處理，具體的可以采用通過(guò)過(guò)氧化氫的回流處理或用高溫鹽酸的切斷處理等。具有這樣大的比表面積的定向碳納米管整體集合體，在電極材料、電池、電容器及超級(jí)電容器、放電子元件、電場(chǎng)放出型顯示器、吸附劑、氣體吸收體等各種用途中，可發(fā)揮大的有利性。當(dāng)比表面積過(guò)小，在上述用途中使用時(shí)，得不到所希望的特性，而其上限愈高愈好，但理論上有極限。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，填充率5~50%、更優(yōu)選10~40%、尤其優(yōu)選10~30%的介孔材料。另外，此時(shí)的介孔孔徑優(yōu)選含1.0~5.Onm的孔徑。此時(shí)的介孔用定向碳納米管整體集合體中的尺寸定義。通過(guò)實(shí)施例6那樣的氧化處理等，使定向碳納米管整體集合體中的碳納米管開口，計(jì)測(cè)液氮的吸/脫附等溫線，從吸附等溫線求出SF標(biāo)圖，可以導(dǎo)出與碳納米管的尺寸對(duì)應(yīng)的介孔。反之，通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)開口的定向碳納米管整體集合體，已知具有作為介孔材料的功能。介孔的填充率用碳納米管的被覆率定義。當(dāng)具有上述范圍填充率或介孔孔徑分布時(shí)，適于作為介孔材料使用，同時(shí)可以得到所需要的強(qiáng)度。通常的介孔材料為絕緣體，但本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體具有高導(dǎo)電性，在制成片狀時(shí)具有撓性。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的維氏硬度為5~100HV是優(yōu)選的。處于該范圍的維氏硬度與作為代表性的介孔材料的活性炭或SBA-15具有相比美的充分的機(jī)械強(qiáng)度，在要求機(jī)械強(qiáng)度的各種用途中顯示很大的有利性。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，在基板上設(shè)置或不設(shè)置的狀態(tài)均可使用。當(dāng)在基板上設(shè)置時(shí)，可相對(duì)基板表面的垂直方向、水平方向或斜向加以定向。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體在定向方向和與其垂直的方向，光學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性、及熱特性的至少任何一種顯示各向異性是優(yōu)選的。該定向碳納米管整體集合體中，在定向方向和與其垂直的方向的各向異性程度，優(yōu)選l:3以上、更優(yōu)選1:5以上、特優(yōu)選1:10以上。其上限值為1:100左右。另外，X線衍射測(cè)定時(shí)的定向方向和與其垂直的方向的(100)、(110)、(002)的任何一個(gè)強(qiáng)度比，大者的值對(duì)小者的值之比優(yōu)選l:2~1:100。其一例示于圖2。這種大的各向異性，例如，當(dāng)為光學(xué)特性時(shí)，可在依賴于光吸收率或光透過(guò)率的偏光依賴性的偏光元件中使用。關(guān)于其他特性的各向異性，可分別在利用這些各向異性的各種物品等中使用。定向碳納米管整體集合體中的碳納米管(長(zhǎng)絲)的品質(zhì)，可通過(guò)測(cè)定拉曼分光來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。拉曼分光的評(píng)價(jià)之一例示于圖7。圖7(a)表示拉曼G帶的各向異性圖，(b)、(c)表示拉曼G帶的測(cè)定結(jié)果圖。由圖可見，具有銳峰的G帶用1592cn^進(jìn)行觀察，已知石墨結(jié)晶結(jié)構(gòu)存在。另外，由于D帶小，缺陷少，可知存在高質(zhì)量的良好的石墨層。另外，在低波長(zhǎng)側(cè)，起因于多個(gè)單層碳納米管的RBM型已觀察到，已知石墨層為單層碳納米管。由此可以確認(rèn)，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體中，存在高品質(zhì)的單層碳納米管。另外，在定向方向及與其垂直的方向，已知拉曼G帶的各向異性有6.8倍差異。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，其形狀可以以規(guī)定形狀構(gòu)圖。作為該形狀，例如薄膜，或斷面為圓形、橢圓形、n角形(n為3以上的整數(shù))的柱狀體，或立方體、直方體等的任意塊狀、針狀(包括尖而細(xì)長(zhǎng)的圓錐狀)。關(guān)于構(gòu)圖方法后述。其次，對(duì)本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的制造方法加以說(shuō)明。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，在金屬催化劑存在下，在使碳納米管進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法中，在反應(yīng)氛圍氣中，使多根碳納米管定向成長(zhǎng)，使得到的多根碳納米管接觸液體后，通過(guò)干燥，制成具有密度0.2~1.5g/cm3的定向碳納米管整體集合體。首先，對(duì)采用CVD法的多根碳納米管定向成長(zhǎng)的方法加以說(shuō)明。作為CVD法的原料碳源的碳化合物，與原來(lái)的同樣，可以使用烴，其中低級(jí)烴例如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔等是優(yōu)選的。這些既可使用l種或者2種以上，作為反應(yīng)條件，只要是允許的即可采用，還可以考慮釆用曱醇、乙醇等低級(jí)醇或丙酮、一氧化碳等低碳數(shù)的含氧化合物。反應(yīng)的氛圍氣，只要是不與碳納米管反應(yīng)，在成長(zhǎng)溫度下為惰性的即可使用，作為這種氛圍氣，可以舉出氦、氬、氫、氮、氖、氪、二氧化碳、氯等，或這些的混合氣體，特優(yōu)選氦、氬、氫、及這些的混合氣體。反應(yīng)的氛圍氣壓力，只要是此前的制造碳納米管的壓力范圍即可以y使用，優(yōu)選可用102Pa以上~10'Pa(100大氣壓)以下、更優(yōu)選104Pa以上~3xl05Pa(3大氣壓)以下、特優(yōu)選5xlOPa以上~9xiOPa以下。反應(yīng)體系中存在上迷金屬催化劑，但作為該催化劑，只要是此前在碳納米管制造時(shí)使用的即可優(yōu)選使用，例如，可以舉出氯化鐵薄膜、用濺射法制作的鐵薄膜、鐵-鉬薄膜、氧化鋁-鐵薄膜、氧化鋁-鈷薄膜、氧化鋁-鐵-鉬薄膜等。作為催化劑的存在量，只要是此前制造碳納米管的量即可，就可在該范圍內(nèi)使用，例如，采用鐵金屬催化劑時(shí)，厚度優(yōu)選0.lnm以上~100nm以下、更優(yōu)選0.5nm以上~5nm以下、特優(yōu)選lnm以上~2nm以下。催化劑的配置，只要是釆用上述厚度配置金屬催化劑的方法即可，可采用濺射蒸鍍等適當(dāng)?shù)姆椒?。CVD法中成長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)的溫度，通過(guò)考慮反應(yīng)壓力、金屬催化劑、原料碳源等加以適當(dāng)決定。采用本申請(qǐng)的發(fā)明的方法，催化劑在基板上配置，使相對(duì)基板面垂直定向的多根碳納米管成長(zhǎng)。此時(shí)，作為基板，只要是此前制造碳納米管的即可，可選擇合適的使用，例如，可以舉出以下的基板。(1)鐵、鎳、鉻、鉬、鴒、鈦、鋁、錳、鈷、銅、銀、金、粕、鈮、鉭、鉛、鋅、鎵、鍺、銦、鎵、鍺、砷、銦、磷、銻等金屬半導(dǎo)體；這些的合金；這些的金屬及合金的氧化物；U)上述金屬、合金、氧化物的薄膜、片、板、粉末及多孔材料；(3)硅、石英、玻璃、云母、石墨、金剛石等非金屬、陶瓷；這些的晶片、薄膜。作為催化劑的構(gòu)圖方法，只要是直接的或間接的可以使催化劑金屬構(gòu)圖的方法即可適當(dāng)?shù)氖褂?，既可以采用濕法也可以采用干法，例如，采用掩模的?gòu)圖法、采用納米蓋印的構(gòu)圖法、采用軟光刻法的構(gòu)圖法、釆用印刷的構(gòu)圖法、采用電鍍的構(gòu)圖法、采用絲網(wǎng)印刷的構(gòu)圖法、采用光刻法的構(gòu)圖法等上述任何一種方法均可以釆用，在基板上使選擇吸附催化劑等其他材料構(gòu)圖，在其他材料上選擇吸附催化劑，形成圖案的方法也可以釆用。優(yōu)選的方法是采用光刻法的構(gòu)圖法、采用掩模的金屬蒸鍍光刻法、電子束光刻法、采用掩模的電子束蒸鍍法的催化劑金屬構(gòu)圖法、采用掩模的濺射法的催化劑金屬構(gòu)圖法。采用本發(fā)明的方法，在非專利文獻(xiàn)l中記載的反應(yīng)氛圍氣中添加水蒸氣等氧化劑，使大量的定向單層碳納米管成長(zhǎng)也可以。當(dāng)然，不限于該法，也可采用各種方法。如上所述進(jìn)行操作，可以得到接觸液體、進(jìn)行干燥處理前的定向碳納米管整體集合體。把該定向碳納米管整體集合體從基板剝離時(shí)，作為剝離方法，可以舉出物理的、化學(xué)的或機(jī)械的從基板上剝離的方法，例如，釆用電場(chǎng)、磁場(chǎng)、離心力、表面張力進(jìn)行剝離的方法；采用機(jī)械，直接從基板剝離的方法；采用壓力、熱，從基板剝離的方法等。作為簡(jiǎn)單的剝離方法，可以舉出采用鑷子直接從基板進(jìn)行夾住、剝離的方法。更優(yōu)選的是，也可使用切割刀等薄刀具從基板上切離。另外，釆用真空泵、掃除機(jī)，從基板上抽吸、剝?nèi)∫部?。另外，剝離后，催化劑殘留在基板上，可重新用它使碳納米管成長(zhǎng)。當(dāng)然，基板上形成定向碳納米管整體集合體的狀態(tài)下也可進(jìn)入以下的處理。釆用本申請(qǐng)的發(fā)明的方法，按上述操作制成的多根定向碳納米管接觸液體后使干燥，得到目的的定向碳納米管整體集合體。在這里，作為接觸多根定向碳納米管整體集合體的液體，與碳納米管具有親和性，使碳納米管處于濕潤(rùn)狀態(tài)后進(jìn)行干燥時(shí)不殘留的液體是優(yōu)選的。作為這樣液體，例如，可以舉出水、醇類(異丙醇、乙醇、曱醇)、酮類(丙酮)、己垸、甲苯、環(huán)己烷、DMF(二甲基甲酰胺)等。作為多根定向碳納米管接觸上述液體的方法，例如，向定向碳納米管集合體的上部表面逐滴添加液滴，直至最終使定向碳納米管集合體完全含有水滴中，重復(fù)此操作，采用移液管等，用液體潤(rùn)濕基板表面，定向碳納米管集合體從與基板的接點(diǎn)浸漬液體，把定向碳納米管集合體的全部浸在液中，使液體蒸發(fā)，使蒸氣與定向碳納米管集合體整個(gè)，或進(jìn)行方向性暴露、噴霧等，使定向碳納米管集合體接觸液體的方法等可以釆用。另外，作為接觸液體后進(jìn)行干燥的方法，例如，可以釆用室溫下自然干燥、抽真空干燥、或用熱板等進(jìn)行加熱的方法等。當(dāng)多根定向碳納米管接觸液體時(shí)，這些集合體略收縮，在干燥時(shí)有相當(dāng)收縮，形成密度高的定向碳納米管整體集合體。此時(shí)，收縮具有各向異性，例如，一例示于圖8。圖8中，左側(cè)示出用非專利文獻(xiàn)l的方法制作的定向碳納米管整體集合體，右側(cè)示出該定向碳納米管整體集合體接觸水后使干燥的定向碳納米管整體集合體。定向方向規(guī)定為z方向、在垂直于定向方向的面內(nèi)為x方向、y方向。收縮圖像示于圖9。另外，在接觸溶液時(shí)施加弱的外部壓力，借此，可控制定向碳納米管整體集合體的形狀。例如，當(dāng)一邊從垂直于定向方向的x方向施加弱的壓力，一邊進(jìn)行浸漬溶液、干燥時(shí)，可以得到主要在X方向收縮的定向碳納米管整體集合體。同樣在以定向方向Z呈斜向一邊施加弱的壓力，一邊進(jìn)行浸漬溶液、干燥時(shí)，可以得到主要在z方向收縮的薄膜狀定向碳納米管整體集合體。上述工藝從使定向碳納米管整體集合體成長(zhǎng)的基板上除去，也可在別的基板上進(jìn)行，此時(shí)，可以制成任意的基板與具有高粘合性的定向碳納米管整體集合體。例如，當(dāng)在金屬上制造薄膜狀的定向碳納米管整體集合體時(shí)，如實(shí)施例4所示，在與金屬電極之間可得到高導(dǎo)電性，例如，可優(yōu)選用作加熱器、電容器等作為導(dǎo)電性材料的用途。此時(shí)，壓力可采用鑷子夾住程度的弱小的力，不造成碳納米管損傷。另外，僅通過(guò)壓力不給予碳納米管以損傷，也不進(jìn)行具有同等的收縮率的壓縮，使用溶液可以制成合適的定向碳納米管整體集合體，這是非常重要。另外，多根定向碳納米管接觸水后使干燥，制成的定向碳納米管整體集合體的拉曼測(cè)定數(shù)據(jù)，其一例示于圖10。從該圖可知，干燥后不殘留水。其次，釆用本申請(qǐng)的發(fā)明的方法，把定向碳納米管整體集合體的形狀，可根據(jù)金屬催化劑的構(gòu)圖及碳納米管的成長(zhǎng)任意加以控制。其控制方法，模擬地示于圖11。該例是薄膜狀的定向碳納米管整體集合體(集合體相對(duì)于碳納米管的口徑尺寸(接觸液體前)為薄膜狀或整體狀)的例子，厚度為高度，與寬度相比要薄，寬度通過(guò)催化劑的構(gòu)圖，可控制至任意長(zhǎng)度，厚度通過(guò)催化劑的構(gòu)圖，可控制至任意厚度，高度可通過(guò)構(gòu)成個(gè)集合體(接觸液體前)定向的多根碳納米管的成長(zhǎng)加以控制。因此，接觸液體前的定向碳納米管集合體，以規(guī)定形狀構(gòu)圖，將其接觸液體后使干燥，以規(guī)定的收縮率(能夠預(yù)先推定)使收縮，可以得到以規(guī)定形狀構(gòu)圖的高密度的定向碳納米管整體集合體。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體與原來(lái)的定向碳納米管整體集合體相比，密度顯著大并且硬度也大，另外，形狀構(gòu)圖成規(guī)定形狀的定向碳納米管整體集合體，由于具有超高純度、超熱傳導(dǎo)性、高比表面積、優(yōu)良的電子.電特性、光學(xué)特性、超機(jī)械強(qiáng)度、超高密度等各種物性.特性，可在下列各種
技術(shù)領(lǐng)域：
中應(yīng)用。(A)放熱體(放熱特性)要求放熱的物品，例如電子產(chǎn)品的電腦心藏部CPU的演算能力，當(dāng)然，從要求高速.高集成化考慮，來(lái)自CPU本身的熱發(fā)生度越發(fā)升高，可以認(rèn)為在不遠(yuǎn)的將來(lái)對(duì)LSI性能的提高有可能產(chǎn)生極限。從前，已知當(dāng)放熱形成這種熱發(fā)生密度時(shí)，作為放熱體，把無(wú)規(guī)定向碳納米管埋設(shè)在聚合物中，但存在的問(wèn)題是在垂直方向的放熱特性欠缺。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的上述大型化的定向碳納米管整體集合體之中垂直定向的顯示高的放熱特性，而且，由于高密度并且在與長(zhǎng)度方向垂直定向，當(dāng)利用它作為放熱材料時(shí)，與原來(lái)產(chǎn)品相比，可以飛快提高垂直定向的放熱特性。該放熱材料之一例模擬地示于圖12。還有，本申請(qǐng)的發(fā)明的放熱體，不局限于電子部件，要求放熱的其他各種物品例如電氣制品、光學(xué)制品及機(jī)械制品等放熱體均可以使用。(B)傳熱體(傳熱特性)本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體具有良好的傳熱特性。該傳熱特性優(yōu)良的定向碳納米管整體集合體，通過(guò)制成含它的復(fù)合材料的傳熱材料?？梢缘玫礁叩臒醾鲗?dǎo)性，例如，當(dāng)在熱交換器、干燥機(jī)、熱導(dǎo)管等中使用時(shí)，可以謀求其性能提高。當(dāng)這種傳熱材料用于航空宇宙用熱交換器時(shí)，可以謀求熱交換性能提高、重量'體積的降低。另外，當(dāng)這種傳熱材料用于燃料電池發(fā)電與廢熱供暖系統(tǒng)、微型氣體透平機(jī)中時(shí)，可以謀求熱交換性能的提高及耐熱性提高。利用該傳熱材料的熱交換器之一例模擬地示于圖13,(C)導(dǎo)電體(導(dǎo)電性)本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，導(dǎo)電性等電特性也優(yōu)良。圖14示出流過(guò)高電流時(shí)的電流電壓特性。另外，圖15示出流過(guò)〗氐電流時(shí)的電流電壓特性。本申請(qǐng)的發(fā)明的導(dǎo)電體，或該導(dǎo)電體配線，可以用作要求導(dǎo)電性的各種物品、電氣制品、電子制品、光學(xué)制品及機(jī)械制品的導(dǎo)電體或配線。例如，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，或集合體的形狀，構(gòu)圖成規(guī)定形狀的定向碳納米管整體集合體，由于優(yōu)良的高導(dǎo)電性與機(jī)械強(qiáng)度，可用其代替銅的配線，從而可謀求元件等的細(xì)微化與穩(wěn)定化。(D)超級(jí)電容器、二次電池(電特性)超級(jí)電容器通過(guò)電荷的移動(dòng)而儲(chǔ)存能量，故可流過(guò)大電流，耐超過(guò)10萬(wàn)次的充放電，具有充電時(shí)間短等特征。作為超級(jí)電容器的重要性能，可以舉出靜電容量大、內(nèi)阻小。決定靜電容量的是孔的大小，已知稱作介孔的3~5納米左右時(shí)達(dá)到最大，與構(gòu)成本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體的碳納米管的尺寸一致。另外，當(dāng)采用本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體或集合體的形狀，采用構(gòu)圖成規(guī)定形狀的定向碳納米管整體集合體時(shí)，所有的構(gòu)成要素可并列達(dá)到最佳化，另外，通過(guò)謀求電極等表面積的最大化，可使內(nèi)阻達(dá)到最小化，故得到高性能的超級(jí)電容器。本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體或集合體的形狀，以構(gòu)圖成規(guī)定形狀的定向碳納米管整體集合體作為構(gòu)成材料或電極材料的超級(jí)電容器之一例模擬地示于圖16。還有，本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，不僅可用作超級(jí)電容器，而且通常的超級(jí)電容器的構(gòu)成材料，進(jìn)一步還可用作鋰電池等二次電池的電極材料、燃料電池或空氣電池等電極(負(fù)極)材料。(E)氣體吸收體吸附劑(吸收性)已知碳納米管對(duì)氬氣或曱烷顯示氣體吸收性。在這里，比表面積特大的本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，可以期待用于氫氣或甲烷等氣體的貯藏*輸送。圖17模擬地示出本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體用作氣體吸收體時(shí)的示意模擬圖。另外，如活性炭過(guò)濾器那樣的吸收有害氣體或物質(zhì)，也可進(jìn)行物質(zhì)、氣體的分離、純化。(F)撓性導(dǎo)電加熱器本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體，可以薄膜狀構(gòu)圖，由于形成薄膜而具有撓性并且流過(guò)一定值以上的電流而發(fā)熱，故可用作撓性導(dǎo)電加熱器。圖18示出本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體用作撓性導(dǎo)電加熱器時(shí)的例子。實(shí)施例下面示出實(shí)施例，更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)然，本發(fā)明不受以下實(shí)施例的限定。在下列條件下，用CVD法使定向碳納米管整體集合體成長(zhǎng)。碳化合物乙烯，供給速度100sccm氛圍氣(氣體)(Pa):氦氣、氫氣混合氣；供給速度1000sccm壓力為1大氣壓水蒸汽添加量(ppm):150ppm反應(yīng)溫度(X:):750匸反應(yīng)時(shí)間(分鐘)10分鐘金屬催化劑(存在量)鐵薄膜；厚lnm基板硅晶片還有，催化劑在基板上的配置，是采用濺射蒸鍍裝置，通過(guò)蒸鍍厚lnm的鐵金屬進(jìn)行配置。其次，在上述制造的定向碳納米管集合體的上部表面上，每次稍許滴加水分液滴，反復(fù)進(jìn)行，直至最終的定向碳納米管集合體完全含有水滴。這樣操作使接觸水后，置于保持在1701C溫度的熱板上使干燥，得到本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體。所得到的定向碳納米管整體集合體的特性，與剛成長(zhǎng)后的定向碳納米管整體集合體的特性的比較結(jié)果示于表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>另外，實(shí)施例1的定向碳納米管整體集合體的純度為99.98°/。。在實(shí)施例1中，把剛成長(zhǎng)后的定向碳納米管整體集合體，除用乙醇代替水進(jìn)行接觸外，完全同樣進(jìn)行操作，得到實(shí)施例2的定向碳納米管整體集合體。該定向碳納米管整體集合體與實(shí)施例1同樣高密度，其他特性也同樣優(yōu)良。在實(shí)施例1中，把剛成長(zhǎng)后的定向碳納米管整體集合體，除分別用醇類(異丙醇、甲醇)、酮類(丙酮)、己烷、甲苯、環(huán)己烷、DMF(二甲基曱酰胺)代替水加以接觸后，進(jìn)行干燥，結(jié)果是任何一種也與實(shí)施例l同樣高密度，其他特性也同樣優(yōu)良。[實(shí)施例4](薄膜)在下列條件下，用CVD法使定向碳納米管整體集合體成長(zhǎng)。碳化合物乙烯，供給速度100sccm氛圍氣(氣體)(Pa):氦氣、氫氣混合氣；供給速度1000sccm壓力為1大氣壓7K蒸汽添加量(ppm):150ppm反應(yīng)溫度(t:):750匸反應(yīng)時(shí)間(分鐘)10分鐘金屬催化劑(存在量)鐵薄膜；厚lnm基板硅晶片還有，催化劑在基板上的配置，是采用濺射蒸鍍裝置，蒸鍍厚lnm的鐵金屬進(jìn)行配置。其次，把上述制造的定向碳納米管整體集合體，從成長(zhǎng)基板上用鑷子剝?nèi)?，在銅基板上從定向方向z呈斜向施加弱的壓力，使接觸水后用鑷子固定，保持施加弱的壓力，置于保持在170C溫度的熱板上使干燥，得到主要于z方向收縮的、本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的定向碳納米管整體集合體。該薄膜狀定向碳納米管整體集合體的密度為約0.6g/cm3，薄膜的尺寸為lcmxlcmx高70nm。(圓柱狀體)在下列條件下，用CVD法使定向碳納米管整體集合體成長(zhǎng)。碳化合物乙烯，供給速度100sccm氛圍氣(氣體)(Pa):氦氣、氫氣混合氣；供給速度1000sccm壓力為1大氣壓水蒸汽添加量(ppm):150ppm反應(yīng)溫度(C.)750TC反應(yīng)時(shí)間(分鐘)10分鐘金屬催化劑(存在量)鐵薄膜；厚lnm基板硅晶片還有，催化劑在基板上的配置，是采用濺射蒸鍍裝置，蒸鍍厚lnm的鐵金屬進(jìn)行配置。催化劑為構(gòu)圖成50Mm的圓形狀。其次，把上述制造的定向碳納米管整體集合體，用吸液管把液體潤(rùn)濕基板表面，從定向碳納米管集合體與基板的連接點(diǎn)，浸漬液體地接觸水后，置于保持在701C溫度的熱板上使干燥，得到本申請(qǐng)的發(fā)明涉及的固柱狀定向碳納米管整體集合體。該圓柱狀定向碳納米管整體集合體的密度為約0.6g/cm3，尺寸為直徑11jamx高1000jam。(超級(jí)電容器)為把上述實(shí)施例4得到的定向碳納米管整體集合體作為電容器電極進(jìn)行特性評(píng)價(jià)，定向碳納米管整體集合體2毫克構(gòu)成的電極材料作為作用極，Ag/Ag+作為參照極，組合成實(shí)驗(yàn)用單元。作為電解液，采用y口匕。k》力-求矛4卜PC類電解液。測(cè)定由此制造的實(shí)驗(yàn)用單元的定電流充放電特性。該結(jié)果的循環(huán)筆錄式極譜圖示于圖19。從該圖可知，實(shí)施例4得到的定向碳納米管整體集合體可作為電容器材料發(fā)揮作用。對(duì)上述實(shí)施例1得到的定向碳納米管整體集合體50毫克，釆用林式會(huì)社日本《》的BELSORP-MINI，以77K測(cè)定液氮吸/脫附等溫線(吸附平衡時(shí)間設(shè)為600秒)?？偽搅匡@示非常大的數(shù)值(742ml/g)。從該吸/脫附等溫線計(jì)測(cè)比表面積的結(jié)果為1100m7g。另外，用鑷子從同樣的定向碳納米管整體集合體上撕取50毫克，均勻配置在氧化鋁制造的托盤中，放入馬福爐內(nèi)。然后，以l匸/min升溫至500*€，于500C保持1分鐘，氧氣下(濃度約20%)進(jìn)行熱處理。熱處理后的試樣重量為50毫克，熱處理后也是幾乎是保持當(dāng)初的重量。與上述同樣，對(duì)熱處理后的試樣同樣進(jìn)行操作，測(cè)量液氮的吸/脫附等溫線(圖4)。結(jié)果表明，比表面積是約1900m2/g。熱處理后的試樣與熱處理前的試樣相比，具有大的比表面積，通過(guò)熱處理顯示碳納米管前端開口。還有，圖中P為吸附平衡壓力，P。為飽和蒸氣壓。(氣體吸收體)對(duì)上述實(shí)施例1得到的定向碳納米管整體集合體100毫克，采用曰本《/I^林式會(huì)社制造的高壓?jiǎn)纬煞治搅繙y(cè)定裝置(FMS-AD-H)，進(jìn)行關(guān)于吸收氫氣測(cè)定。結(jié)果是氫氣吸收量在10MPa、25t:時(shí)達(dá)到0.4重量％。另外檢出放出過(guò)程也是僅依賴于壓力的可逆放出。(傳熱體，放熱體)對(duì)上述實(shí)施例1得到的定向碳納米管整體集合體，釆用用于檢查傳熱性的激光閃光法進(jìn)行熱擴(kuò)散率的測(cè)定。測(cè)定溫度為室溫，試樣的大小為lcm方形。測(cè)定釆用試樣單體、試樣上或下配置玻璃板的3種形態(tài)來(lái)進(jìn)行。釆用從CF法及脈沖加熱能量依賴性的零外插決定熱擴(kuò)散率。另外，在真空中試樣溫度幾乎一定，熱損失效果低，在大氣中可見試樣溫度下降，顯示熱損失效果大。由此可以確認(rèn)該定向碳納米管整體集合體的放熱效果。因此，該定向碳納米管整體集合體可期待用作傳熱體及放熱體。(導(dǎo)電體)把上述實(shí)施例4得到的定向碳納米管整體集合體制成2英寸x2英寸x高70jim的形狀，使其兩側(cè)與銅板接觸，釆用力乂少-Kt4夕R于少夕3土制造的Summit-12101B-6的:/口-戶-與7'〉'41^》卜社制造的半導(dǎo)體7大，4if-(4155C)，用2端子法評(píng)價(jià)電輸送特性。其結(jié)果示于圖14、圖15。從這些圖可知，上述實(shí)施例的定向碳納米管整體集合體可期待用作導(dǎo)電體。(撓性導(dǎo)電加熱器)把上述實(shí)施例4得到的定向碳納米管整體集合體成型為圖18所示的結(jié)構(gòu)體，設(shè)置在放入水的玻璃瓶周圍，施加15W(0.Ux150V)的電力。結(jié)果確認(rèn)可以用作加熱器。權(quán)利要求1.定向碳納米管整體集合體，其特征在于，多根碳納米管在規(guī)定的方向定向，密度為O.2～1.5g/cm3。2.按照權(quán)利要求1所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為單層碳納米管。3.按照權(quán)利要求1所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為雙層碳納米管。4.按照權(quán)利要求1所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，碳納米管為單層碳納米管與雙層及三層以上的碳納米管混合存在。5.按照權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，純度為98質(zhì)量％以上。6.按照權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，比表面積為600~2600m7g。7.按照權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，為未開口，比表面積為600~1300m7g。8.按照權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，為開口，比表面積為1300~2600m7g。9.按照權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，填充率為5~50%的介孔材料。10.按照權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，介孔孔徑為1.0~5.Onm。11.按照權(quán)利要求1~10任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，維氏硬度為5~100HV。12.按照權(quán)利要求1~11任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在基板上垂直定向或水平定向。13.按照權(quán)利要求1~11任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在基板上相對(duì)基板面斜向進(jìn)行定向。14.按照權(quán)利要求1~13任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在定向方向及與其垂直方向，光學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性及熱特性的至少任何一種具有各向異性。15.按照權(quán)利要求1~14任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，在定向方向及與其垂直方向的各向異性的大小，大者的值對(duì)小者的值之比為1:5以上。16.按照權(quán)利要求1~15任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，X線衍射測(cè)定時(shí)的定向方向與垂直于它的方向的(100)、(110)、(002)峰的任何一個(gè)的強(qiáng)度比，大者的值對(duì)小者的值之比為1:2~1:100。17.按照權(quán)利要求1~16任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，整體集合體的形狀為構(gòu)圖成規(guī)定的形狀。18.按照權(quán)利要求17所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為薄膜。19.按照權(quán)利要求17所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀是斷面為圓形、橢圓形、n角形(n為3以上的整數(shù))的柱狀。20.按照權(quán)利要求17所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為塊狀。21.按照權(quán)利要求17所述的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，形狀為針狀。22.定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，在金屬催化劑存在下，使碳納米管化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法中，在反應(yīng)氛圍氣中使多根碳納米管定向成長(zhǎng)，把得到的多根碳納米管接觸液體后進(jìn)行干燥，得到具有密度0.2~1.5g/cm3的定向碳納米管整體集合體。23.按照權(quán)利要求22所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到碳納米管為單層碳納米管的定向碳納米管整體集合體。24.按照權(quán)利要求22所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到碳納米管為雙層碳納米管的定向碳納米管整體集合體。25.按照權(quán)利要求22所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到碳納米管為單層碳納米管與雙層及三層以上的碳納米管混合存在的碳納米管整體集合體。26.按照權(quán)利要求22~25任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到純度為98質(zhì)量。/。以上的定向碳納米管整體集合體。27.按照權(quán)利要求22~26任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到比表面積為600~2600m7g的定向碳納米管整體集合體。28.按照權(quán)利要求22~26任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到未開口的、比表面積為600~1300mVg的定向碳納米管整體集合體。29.按照權(quán)利要求22~26任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到開口的、比表面積為1300~2600m7g的定向碳納米管整體集合體。30.按照權(quán)利要求22~29任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到在定向方向及與其垂直方向，光學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性及熱特性的至少任何一種具有各向異性的定向碳納米管整體集合體。31.按照權(quán)利要求22~30任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到在定向方向及與其垂直方向的各向異性的大小，大者的值對(duì)小者的值之比為1:5以上的定向碳納米管整體集合體。32.按照權(quán)利要求22~31任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到X線衍射測(cè)定時(shí)的定向方向與垂直于它的方向的(IOO)、(110)、(002)峰的任何一個(gè)的強(qiáng)度比，大者的值對(duì)小者的值之比為1:2~1:IOO的定向碳納米管整體集合體。33.按照權(quán)利要求22~32任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到以規(guī)定形狀構(gòu)圖的定向碳納米管整體集合體。34.按照權(quán)利要求33所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為薄膜的定向碳納米管整體集合體。35.按照權(quán)利要求33所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀的斷面為圓形、橢圓形、n角形(n為3以上的整數(shù))的柱狀的定向碳納米管整體集合體。36.按照權(quán)利要求33所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為塊狀的定向碳納米管整體集合體。37.按照權(quán)利要求33所述的定向碳納米管整體集合體的制造方法，其特征在于，得到形狀為針狀的定向碳納米管整體集合體。38.放熱體，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。39.物品，其特征在于，采用權(quán)利要求38所述的放熱體。40.傳熱體，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。41.物品，其特征在于，釆用權(quán)利要求40所述的傳熱體。42.導(dǎo)電體，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。43.物品，其特征在于，釆用權(quán)利要求42所述的導(dǎo)電體。44.電極材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。45.電池，其特征在于，采用權(quán)利要求44所述的電極材料作為電極。46.電容器或超級(jí)電容器，其特征在于，采用權(quán)利要求121任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體作為電極材料。47.吸附劑，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。48.氣體吸收體，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。49.撓性導(dǎo)電加熱器，其特征在于，采用權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的定向碳納米管整體集合體。全文摘要本申請(qǐng)的發(fā)明的定向碳納米管整體集合體，其特征在于，多根碳納米管在規(guī)定的方向定向，密度為0.2～1.5g/cm³。該定向碳納米管整體集合體，是通過(guò)在金屬催化劑存在下，使碳納米管進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法中，在反應(yīng)氛圍氣中使多根碳納米管定向成長(zhǎng)，通過(guò)把得到的多根碳納米管接觸液體后進(jìn)行干燥，得到密度為0.2～1.5g/cm³的定向碳納米管整體集合體，由此提供實(shí)現(xiàn)原來(lái)沒(méi)有的高密度并且高硬度的定向碳納米管整體集合體及其制造方法。文檔編號(hào)B01J20/20GK101365650SQ200780001920公開日2009年2月11日申請(qǐng)日期2007年1月5日優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日發(fā)明者D·N·弗塔巴,湯村守雄,畠賢治,飯島澄男申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所