2020年7月28日
完全なピュア―なCNT(美粒のテクノロジーが及ぼす範囲内での最高のピュア―さ)当たり前のことの再確認。

CNTには金属型、半導体型呼ばれるチューブがある。それらが混在している状態である。それぞれのメーカーの製法によってその比率も可変する。将来は可能かもしれないが、現時点では、金属型、半導体型がまじりあったCNT一本一本を完全に解繊して、分離することなどできない。

完全なピュア―なCNTとは

● 欠損がチュープにない状態
(CNT生成時点で生じた欠損か、高圧粉砕機やビーズミルのような
破壊・粉砕型の装置由来で生じた欠損)
● チューブとしては、均一性の方がいい。
つまり、一番のチューブとしての均一性は単層カーボンナノチューブである。
多層も、すべてが、2層なら2層、3層なら3層でいいが、それがバラバラであれば、それは完全なピュア―さとはいえない。
● 解繊された状態
(これは、相対的なもので、どこまでの解繊具合がいいかは、目的によって変化する。)
すくなくとも、解繊がすすめば、かならず、どこかで折れてくる。アスペクト比がわるくなる。アスペクト比がわるくなれば、シート化した時のチューブの絡み合いがわるくなる。導電性は落ちてくる。比表面積が多くなり、しかも、アスペクト比が落ちない範囲、それが、最良の解繊状態である。それは、最終的に実験結果から導き出さなければ、わからない。最良の解繊状態は、最終仕様目的によって変化する。
● 不純物がない状態
理想は、溶媒とCNTだけである。しかし、CNT材料は、かならず不純物がふくまれる。その最たるものが触媒である。また、CNT単体では役にたたない。何かとまぜないと、その機能が満たされない。

完全なピュア―なCNTに対しての不純物とは

● 触媒
● MWCNT
不均一を生むものも、基本的には不純物となる。
● 黒鉛、カーボンブラック等
おなじ、カーボンでも、CNTに対して、面と球は、チューブに対して、異形となる。導電性をみれば、導電パスは、そこで切れることになる。
● CMCやCNF
● ほかのバインダ―
● 活物質

現実の製品として成り立つには、何かを配合しなければ、通常は、機能しない。黒鉛を配合しなければならない場合もあるし、電池剤なら、活物質がなければ、電池として機能しない。当たり前のことだが、それも完全なピュア―なCNTからみれば、不純物である。CNTを主体として考えれば、この中で、不要で、除去しなければならないのは、触媒である。

この世には、学術的な面と商業的な面がある。企業としては商業的な面を重視する。CNFやCNTも、最初から高いというイメージを植え付けたら、まず、用途展開はすすまない。半導体や液晶をみれば、最初は高い、しかし、用途展開が進み、材料が使われれば、必然的にコストは落ちてくる。CNFもベースは、セルロース、樹木である。ある意味、廃材利用である。CNTのもとは、鉄やコバルトである。もともと、地球上にあるものを利用している。だれが考えても量がでれば、どんなものでも安くなるものである。

コバルト触媒でできた多層カーボンナノチューブがある。鉄触媒とちがって、解繊がしやすい、つまり、ノズル径0.09mmを問題なく通過する。もちろん、コバルト触媒であれば、それを除去する必要もない。しかし、多層だから、層にはばらつきがある。完全なピュア―なCNTからみれば、多層カーボンナノチューブは完全な姿ではない。しかし、一番費用対効果がある。後は、どのようなバインダーをいれるかで用途展開は変わる。純粋に溶媒と多層CNTで解繊をしても、チューブ自体にばらつきがあるため、均一にはならない。そのため、溶媒が飛べば、ばらつきに応じた凝集が生じる。何かしらのバインダーをいれれば、それが不純物として機能するから、それだけ、導電性はおちる。しかしながら、それでも、他のカーボン剤にくらべれば、いいから、中国では、多量に使われる。解繊ではなく、粉砕して、練りこんで、ぼろぼろになっても、それでも、確率的に、チューブとして機能するから、量がでることになる。

CNTとスメクタイトとの融合

世の中には、CMCやCNFのようなセルロース系増粘剤のほかに、鉱物系で増粘作用を起こすものがある。ベントナイトやスメクタイトである。黒鉛と同じように、層状化合物であるが、水和したら、増粘するものである。面をもっているから、ガスバリア性がきく。スメクタイトは絶縁体だから、導電性は期待できないが、それでも、CNTがつながっていれば、導通は期待できる。解繊されたCNTと剥離して増粘したスメクタイトとで、ゲルを形成する。それは、塗料になる。防食下地塗料には、最高のはずである。その上から、対候性のあるものをぬればいい。CNTとスメクタイト(鉱物)との融合である。コバルト触媒の多層カーボンナノチューブの利点は、解繊のしやすさにある。触媒に邪魔されることなく、解繊ができるから、取り扱いはいい。しかも、コストパフォーマンスがいい。当然に、スメクタイトとの融合は、費用対効果からみて最高のはずである。インフラ関連になるから、これは巨大マーケットに発展する。

CNTとCNFとの融合

最も、CNTとなじみやすい増粘剤が、CNFである。CNFは、単品では、用途展開は難しい。しかし、CNTと組み合わせると、とんでもない効果がでてくる。解繊されたCNTと組み合わせると、紙になるということである。ある意味、導電性のある紙、折り曲げても折れない、こわれない、薄い薄膜のシートになるということである。製紙会社の成膜の技術からすれば、導電性のある紙を作ることは、たやすいことである。そこも巨大マーケットである。導電性のある紙と絶縁の紙をふたつあわせて、ぐるぐるまけば、キャパシタである。蓄電である。CNFもある意味、不純物であるが、うまく配合し、工夫をすると、CNTの導電性を強くひきだすことができる。言葉を変えれば、CNTに対する不純物性を最小限に抑えることができるといったほうがいい。その状態をYOUTUBEに動画をUPしたから、業界関係者は、それを見たら、驚くにちがいない。これは、触媒を除去したSWCNTとCNFの融合技術である。電気をコンパクトな形で蓄電できれば、とんでもない市場が生まれる。現状、用途展開が乏しいから、単層CNTもCNFも高価になるだろうが、用途展開が巨大になれば、価格は、現状の1/10、1/100以下になるに違いない。

https://www.youtube.com/watch?v=SDJjEPunqgY&feature=youtu.be

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2020年7月26日

SECNTの解繊は、FE触媒が残存しているかしていないかで、状態が異なる。Feを除去できなければ、0.15mmのノズルも通過しない。すぐに詰まってしまう。これでは解繊ができない。TUBALLの暗黒物質(FE触媒とそれにまつわり付く固いCNT)を除去できなければ、触媒ともども、粉砕するしか方法論がない。TUBALL(鉄触媒除去)>MWCNT(coblot 触媒)>TUBALL(暗黒物質残留)これは真実である。だから、SWCNTの暗黒物質を除去しなえれば、実際には話にならない。詳細はYUTUBEに乗せたから下記を参照にしてもらえればいい。

 https://www.youtube.com/watch?v=Dz9cOmTKTps&feature=youtu.be

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