[发明专利]富勒烯结构体、其制造方法及其制造装置

说明书

本发明提供一种富勒烯结构体，其包含柱状形状部和从柱状形状部突出的翅片部，柱状形状部和翅片部分别为富勒烯。提供一种富勒烯结构体的制造方法，其包括将富勒烯原料在存在非氧化性气体的情况下加热至可升华温度以上以及对加热了富勒烯原料的气氛进行冷却。在一例中，包括向一个方向供给非氧化性气体，相对于非氧化性气体的供给方向，在上游侧将富勒烯原料加热至可升华温度以上，在下游侧对加热了富勒烯原料的气氛进行冷却。

技术领域

本发明涉及富勒烯结构体、其制造方法及其制造装置。

背景技术

富勒烯在单质的状态下是小的球状分子，显示出各种优异的特性，但在产业领域中作为富勒烯的集合体、复合体等被广泛应用。例如，在有机太阳能电池中，使用含有富勒烯的复合体作为受体材料，在有机晶体管中，富勒烯以薄膜形状形成在基板上而使用。在这样的用途中，由于作为球状分子的富勒烯是微粉末状，因此要将粒子状的富勒烯担载于担载体来使用。为了改善单独的富勒烯的操作性，期望形成富勒烯的微米级的结构体。另外，在微米级的结构体中，为了得到富勒烯单质的优异特性，也期望富勒烯的结晶性高。

有富勒烯连接成纤维状的富勒烯纳米晶须这样的材料。该结构体经由利用液液界面的形成方法(非专利文献1：K.Miyazawa等，Surf.Interface Anal.35，117(2003))而形成，因此其形成速度非常慢，在向产业领域的应用中成为瓶颈。

在专利文献1中，提出了通过在低温条件下混合含有金属过氧化物的异丙醇溶液和含有富勒烯类的甲苯溶液来制造中空六棱柱状富勒烯微细结构体的方法。

在专利文献1所公开的方法中，由于在低温下在溶液中进行反应，因此需要10小时以上的时间。

专利文献2中提出了如下方法：将含有铂催化剂和/或钌催化剂的异丙醇溶液和含有富勒烯的甲苯溶液在形成液相界面的状态下保持在-10～30℃，制作负载有金属催化剂的富勒烯纳米晶须-纳米纤维纳米管。

在专利文献2所公开的方法中，由于在低温下在液相界面进行反应，因此需要0.5～20天的时间。

专利文献3中提出了如下方法：用碳富勒烯类的饱和溶液和第二溶剂制作2个以上的界面，在各个界面使富勒烯纳米晶须集合体析出，制造富勒烯纳米晶须。

在专利文献3所公开的方法中，想要缩短富勒烯纳米晶须的形成时间，改善均匀性和长度的结构控制，但富勒烯纳米晶须的生长速度为1μm/min左右。

在专利文献4中，提出了在由富勒烯分子构成的细线的表面形成银离子粒子，细线构成六面体形状的碳结构体。另外，在专利文献4中，提出了通过对1-丁醇的银离子溶液进行孵育，在富勒烯溶液中添加银离子溶液，在富勒烯溶液与银离子溶液之间形成液液界面，使富勒烯结构体析出，从而制造碳结构体。

在专利文献4的实施例中，银离子溶液的孵育需要8～20天，富勒烯结构体的析出需要20～40小时。

专利文献5中提出了如下方法：向含有C60粉末和C70粉末的混合溶液中注入贫溶剂，形成液液界面，将生成了晶核的溶液在15℃下静置2天，制造目标长度和直径的双成分富勒烯纳米晶须。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-043245号公报

专利文献2：日本特开2006-083050号公报

专利文献3：日本特开2008-100874号公报

专利文献4：日本特开2011-219282号公报

专利文献5：日本特开2014-088305号公报

非专利文献