JP7056838B2 - 複合体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複合体及びその製造方法に関するものである。

カーボンナノチューブ（以下ＣＮＴという）は、導電性、熱伝導性等の特性が優れており、機能材料への応用が期待されている。このようなＣＮＴを用いた機能材料として、母材の表面にＣＮＴを付着させた複合体とその製造方法が各種提案されている。複合体では、ＣＮＴが母材の表面に均一に固定されていることが、導電性等の機能を発揮する上で望ましい。

上記のような複合体は、例えばＣＮＴをナノレベルで分散させた分散液の中に母材を投入し、その母材にＣＮＴが付着した後、分散液中から母材を取り出し乾燥させることで作製することができる。母材の表面にＣＮＴを均一に付着するために、分散液中でＣＮＴが分散している必要があるが、ＣＮＴ同士は、ファンデルワールス力により分散液中で自己凝集する。このような凝集を防止するために、分散剤としての界面活性剤を添加した分散液を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。さらに、分散剤に加えて、母材の表面にＣＮＴを接着させるために接着剤等の添加剤等も一般的に投入されている。

特開２０１０－０５９５６１号公報

ところで、上記のような、分散剤や接着材等の添加剤を加えた分散液を用いて作製された複合体では、ＣＮＴが母材に付着しているにもかかわらず、ＣＮＴ由来の導電性、熱伝導性や、機械的強度が十分に得られない等の問題があった。これは、添加剤がＣＮＴの表面を覆っているためであり、ＣＮＴと母材との間、ＣＮＴ同士、あるいは複合体にＣＮＴを介して接合される他部材との間に添加剤が介在することによって、電気抵抗、熱抵抗が増大するためである。

本発明は、ＣＮＴ由来の機能を十分に発揮することができる複合体及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の複合体は、母材と、母材の表面に固定された複数のカーボンナノチューブを有し、カーボンナノチューブは、母材の表面に直接固定されているものである。

本発明の複合体の製造方法は、複数のカーボンナノチューブと分散媒とからなる分散液に母材を浸漬し、分散液に超音波照射やせん断力などの機械的エネルギーを付与することで、分散液中のカーボンナノチューブを母材の表面に付着させる付着ステップと、分散液から母材を取り出して乾燥させることによって、分散媒を除去する乾燥ステップとを有するものである。

本発明の複合体は、母材の表面に形成された複数のカーボンナノチューブが、母材の表面に直接固定されているので、カーボンナノチューブに由来する機能を発揮することができる。

また、本発明の複合体の製造方法によれば、カーボンナノチューブが母材の表面に直接固定されているから、カーボンナノチューブに由来する機能を発揮することができる複合体を作製できる。

第１実施形態に係る複合体の構成を示す斜視図である。 母材にカーボンナノチューブを付着するための装置を示す説明図である。 母材の内部で繋がった細孔の例を示す断面図である。 底部が尖った形状の細孔の例を示す断面図である。 母材の表面が凹凸形状に粗面となった例を示す断面図である。 第２実施形態に係る高分子膜が形成された複合体の構成を示す断面図である。

［第１実施形態］
図１に、第１実施形態に係るカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）を付着させた複合体１０を示す。複合体１０は、母材１２と、この母材１２の表面に設けられた複数のＣＮＴ１５から構成される。

母材１２は、表面が母材本来の凹凸による粗面で構成されている。本実施形態の場合、母材１２の表面は、上記凹凸に加え、無数の細孔１６を有している。母材１２の材質は、例えばゴム・プラスチック等の高分子化合物、金属、ガラス、セラミックス等を用いることができる。また、母材１２の形状についてもどのようなものでもよい。

母材１２の表面は、ＩＳＯ２５１７８で規定される算術平均高さ（Ｓａ）が１μｍ以下であることが好ましい。算術平均高さ（Ｓａ）が１μｍを越えると母材１２の表面の凹凸や細孔１６の奥へＣＮＴ１５が侵入し付着することが困難であるため、ＣＮＴ由来の機能を十分に発揮させることが困難になる。

本実施形態の場合、母材１２は、一部または全部に細孔１６が形成されていてもよい。母材１２は、凹凸や細孔１６の開口部が、表面に形成されている。ＣＮＴ１５は、母材１２の表面、すなわち凹凸や細孔１６の表面に沿って固定されており、一端が母材１２の表面から突出する。このため、後述するように、粗面を有する他部材を接合する場合に、突出したＣＮＴ１５を他部材に直接接触させることができるため、他部材との間での導電性、熱伝導性を高くする上で有利である。また、母材１２の表面にプラスチック等の高分子膜を形成しても、高分子膜の表面にＣＮＴ１５を部分的に露呈させることができる。このように被膜の表面にＣＮＴ１５を部分的に露呈させることができる形態は、母材１２の表面に他部材を接合する場合に、やはりＣＮＴ１５を他部材に直接に接触させることができるため、他部材との間での導電性、熱伝導性を高くする上で有利である。また、ＣＮＴ１５の他の一部は、母材１２の内部に固定されていてもよい。

母材１２の表面は、粗面となっており、上記のような有利な形態をとり得る。この例では、母材表面１２ａと細孔１６の内面１６ａとがＣＮＴ１５が固定される母材１２の表面である。なお、以下の説明では、ＣＮＴ１５を付着・固定する上で母材表面１２ａ及び内面１６ａを特に区別する必要がない場合には、便宜上、これらを付着面と総称する。

複数の細孔１６は、規則的に形成されていてもよく、また不規則に形成されていてもよい。各細孔１６大きさや内部形状は、特に限定されない。各細孔１６の形状や大きさが互いに異なっていてもよい。また、母材１２の細孔１６の直径は１μｍ以下で、かつ直径に対する深さの比（＝深さ／直径）が１以上であることが好ましい。これはアスペクト比の高いナノ材料であるＣＮＴ１５の特徴を十分に発揮するためである。なお、細孔１６の開口が円形ではない場合には、その開口の面積と等しい円の直径（円相当径）をその細孔の直径とすればよい。したがって、細孔１６の開口が円形の場合を含めて、細孔１６は、その開口面積が約０．８μｍ^２以下であることが好ましい。

ＣＮＴ１５を固定する母材１２の付着面には、ＣＮＴ１５との親和性を高めるための親和層（図示せず）を形成しておくことが好ましい。親和層は、例えば母材１２が金属であれば酸化処理によって形成された酸化皮膜とすることができる。また、酸化皮膜を形成するこの他の処理としては、リン酸塩処理やフェルマイト処理等がある。このように、母材１２の付着面に親和層を形成しておくことによって、母材１２の付着面とＣＮＴ１５と固定力を高めることができるとともに、製造時において母材１２の付着面にＣＮＴ１５を付着させ易くすることができる。

ＣＮＴ１５は、分散剤、界面活性剤、接着剤等で覆われておらず、表面が露呈されており、母材表面１２ａと細孔１６の内面１６ａとのいずれかに直接固定されている。すなわち、ＣＮＴ１５は、母材１２の付着面との間に、界面活性剤などの分散剤や接着剤等が介在せず、直接母材１２の付着面に固定されている。ここでいう固定とは、ファンデルワールス力による結合をいう。

母材表面１２ａに固定されているＣＮＴ１５は、母材表面１２ａに沿って配されている。内面１６ａに固定されているＣＮＴ１５は、その一部または全部が細孔１６内に入り込んでおり、入り込んだ部分の少なくとも一部が内面１６ａに直接固定されている。細孔１６内に一部が入り込んだＣＮＴ１５は、残りの部分が細孔１６から出ており、細孔１６から出た部分が、折り曲がって母材表面１２ａに固定されていたり、母材表面１２ａから突出するように延びていたり、様々な形態をとり得る。

図示のように、複数のＣＮＴ１５の一部又は全部は、互いに直接接続された、ネットワーク構造を有する構造体１４を形成していてもよい。すなわちＣＮＴ１５は、分散剤などで覆われておらず、互いに絡み合った状態で直接接続されている。ここでいう接続とは、物理的な接続（単なる接触）と、化学的な接続とを含む。これにより、母材１２の表面の面内における電気伝導性、熱伝導性といったＣＮＴ由来の特性が構造体１４によって付与される。母材１２の表面の形状は、特に限定されず、平面でも曲面でもよい。また、母材１２の２面以上にＣＮＴ１５を固定してもよい。

ＣＮＴ１５は、直径５０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは直径３０ｎｍ以下である。ＣＮＴ１５は、その直径が大きくなると剛直性が増すため、面粗さが粗い母材１２の表面に沿った変形がし難くなり、母材１２に対するＣＮＴ１５の付着・固定化が難しくなる。また、ＣＮＴ１５の直径が大きくなると、細孔１６にＣＮＴ１５の入り込みが困難となる。直径３０ｎｍ以下のＣＮＴ１５であれば、柔軟性に富み、母材１２の表面に沿って変形することができ、１００ｎｍ以下の細孔１６にも入り込み易い。なお、ＣＮＴ１５の直径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）画像を用いて測定した平均直径とする。

ＣＮＴ１５は、単層ＣＮＴ、及び多層ＣＮＴを用いることができる。また、ＣＮＴ１５は、ＣＮＴ１５同士が絡まり合って接続されるネットワーク構造を形成する観点からは、長さが０．２μｍ以上であることが好ましい。ＣＮＴ１５が導電性や熱伝導性などのＣＮＴ由来の特性を発揮する観点からは、ＣＮＴ１５は、長さが１μｍ以上であることが好ましい。さらに、ＣＮＴ１５は、均等に分散しやすくする観点からは、長さが１５μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは、長さが１０μｍ以下である。なお、ＣＮＴ１５は、長さが０．２μｍ未満であるとＣＮＴ１５同士が絡まり難くなり、５０μｍ超であるとＣＮＴ１５が凝集したり、バンドル（束）状に集合したりした集合体を形成しやすい。このようなＣＮＴ１５の集合体は、母材１２への付着性が悪く、付着しても母材１２から容易に脱落してしまう。

次に、上記複合体１０の製造方法について説明する。複合体１０は、分散液を調製する調製ステップと、ＣＮＴ１５を母材１２の表面（付着面）に付着させる付着ステップと、母材１２とＣＮＴ１５とを乾燥させる乾燥ステップとにより製造される。なお、親和層を形成した母材１２を用いる場合には、付着ステップよりも前に親和層形成ステップを実施して、母材１２の付着面に親和層を形成しておく。

調製ステップでは、分散媒と予め作製されたＣＮＴ１５とから分散液２２（図２参照）を生成する。分散液２２は、ＣＮＴ１５を分散媒中にナノ分散させた液である。本明細書において、「ナノ分散」とは、ＣＮＴ１５が１本ずつ物理的に分離して絡み合っていない状態で分散している状態をさし、２以上のＣＮＴ３４が束状に集合した集合物の割合が１０％以下である状態を意味する。

分散媒に投入するＣＮＴ１５は、例えば、特開２００７－１２６３１１号公報に記載されているような熱ＣＶＤ法を用いて作製することができる。すなわち、シリコン基板上にアルミニウムと鉄との合金からなる触媒膜を成膜し、この後に触媒粒子を形成する。加熱雰囲気中で炭化水素ガスを触媒粒子に接触させることにより、この触媒粒子を核としてＣＮＴ１５を成長させる。ＣＮＴ１５以外の不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。このため、熱ＣＶＤ法で作製されたＣＮＴ１５については、例えば硝酸：硫酸＝１：３（体積比）の混酸中に得られたＣＮＴ１５を浸漬（例えば１時間の浸漬）の後、中和処理、洗浄処理、濾過処理をして乾燥処理することで、残留する触媒金属を除去したＣＮＴ１５を使用することが好ましい。

なお、アーク放電法、レーザ蒸発法等その他の手法により得たＣＮＴ１５を使用することも可能である。このような手法で作製されたＣＮＴに対しては、不活性ガス中での高温アニールにより不純物を除去してもよい。

分散液２２は、上記のようにして作製されたＣＮＴ１５を分散媒に加えてナノレベルまで機械的エネルギーを付与して分散させる。この分散処理には、一般的なビーズミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル、超音波ホモジナイザー等の分散装置を用いることができる。また母材１２との付着性を向上させるため化学的な処理方法（酸処理、官能基修飾）を併用しても良い。

分散媒としては、この例では、メチルエチルケトンを用いているが、この他にエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類やトルエン、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ:Tetrahydrofuran）、ヘキサン、ノルマルヘキサン、エチルエーテル、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル等の液体の有機化合物を用いることができる。さらに分散媒としては、液体の有機化合物の他に、水を用いることもできる。これらは、複数を組み合わせて分散媒とすることもできる。

付着ステップでは、上記調製ステップで生成された分散液２２中のＣＮＴ１５を母材１２の付着面に付着させる。この付着ステップでは、図２に示すように、タンク２５内に貯留された分散液２２に機械的エネルギーを付与するため超音波振動子２６から超音波（例えば４０ｋＨｚ）を分散液２２に照射し、その分散液２２に母材１２を浸漬する。分散液２２に超音波を照射すると、分散液２２中では、ＣＮＴ１５が分散する状態と凝集する状態とが常時発生する可逆的反応状態が生じ、分散する状態から凝集する状態に移る際に、母材１２の付着面にＣＮＴ１５が付着する。また、超音波の振動により、ＣＮＴ１５が細孔１６内にまで容易に入り込む。これにより、一部のＣＮＴ１５は、母材表面１２ａに付着し、また他の一部のＣＮＴ１５は、細孔１６内に入り込んで内面１６ａに付着する。ＣＮＴ１５が凝集する際は、母材１２とＣＮＴ１５間にファンデルワールス力が作用しており、このファンデルワールス力により母材１２の付着面にＣＮＴ１５が付着する。なお、分散液２２に照射する超音波の振動数は適宜決めることができる。また、超音波照射に代えて、せん断等の機械的エネルギーを分散液２２に付与してもよい。

上記付着ステップでＣＮＴ１５が付着面に付着した母材１２は、分散液２２から引き出され、続く乾燥ステップにより乾燥処理が施される。この乾燥処理で母材１２を乾燥させることにより、母材１２の付着面にＣＮＴ１５が直接固定される。分散媒としてメチルエチルケトンを用いたこの実施形態では、乾燥処理の乾燥温度を６０℃、乾燥時間を２０分として、分散媒を除去しているが、乾燥温度、乾燥時間は、分散媒の種類等に応じて適宜に決めることができる。このようにして母材１２の付着面にＣＮＴ１５が直接固定された複合体１０を得ることができる。

なお、上記構造体１４を形成するステップを繰り返すことにより、母材１２の付着面により多くのＣＮＴ１５を直接固定することとしてもよい。こうすることで、互いに直接接続されたネットワーク構造を有する構造体１４が母材１２の表面に形成された複合体１０を得ることができる。この場合、２回目以降において使用する分散液２２は、その都度、ＣＮＴ１５を所定量追加してＣＮＴ１５の濃度を調整すると共に、機械的エネルギーを付与しＣＮＴ１５を分散させる。

上記のように分散液２２は、ＣＮＴ１５と分散媒とから調製されて添加剤を含んでいない。したがって、各ＣＮＴ１５は、その表面に添加剤等が残留することはなく、ＣＮＴ１５の表面が露呈した状態となる。母材１２の付着面にも添加剤等が残留することがないから、ＣＮＴ１５は、母材１２の付着面に直接固定された状態になっている。

上記のように複合体１０は、ＣＮＴ１５が母材１２の付着面に直接固定された状態になっているので、ＣＮＴ由来の機能を十分に発揮することができる。例えば、各ＣＮＴ１５が母材１２の付着面に直接固定されているので、複合体１０では、母材１２の付着面からＣＮＴ１５が剥離しにくい。また、複合体１０は、母材１２からの熱をＣＮＴ１５に直接に伝えることができる。このため、効果的にＣＮＴ１５を通して熱を拡散させたり、放熱させたり、他部材に熱を伝えたりすることができる。

またＣＮＴ１５によって構造体１４を形成した場合、当該構造体１４は、添加剤が介在することなくＣＮＴ１５同士が互いに直接接続されたネットワーク構造を形成しているため、構造体１４内における熱伝導性はＣＮＴ１５の熱伝導性に応じた良好なものとなる。したがって、この例では、さらに母材１２からの熱が構造体１４内で効果的に拡散され、例えば母材１２の温度ムラが発生し難くなったり、広い面積で放熱させたり、他部材に熱を伝えたりすることができる。

また、導電性についても同様であり、例えば母材１２が絶縁体である場合には、複合体１０は、その母材１２の表面にＣＮＴ１５の有する高い導電性が付与されているとともに、高い熱伝導性も付与されている。また、母材１２が導体である場合であっても、ＣＮＴ１５が有する高い導電性、熱伝導性によって母材１２の表面における導電性の向上が見られる。

さらに、例えば、部材同士を接合するときに、一方の部材の接合面が多少の凹凸のある粗面である場合には、接合面同士の接触面積の低下によって電気的抵抗が大きくなる。しかしながら、複合体１０にＣＮＴ１５を挟むように他部材を接合した場合には、他部材の接合面が粗面であっても、多数のＣＮＴ１５が他部材の接合面に接触するため、電気的抵抗が大きくならない。熱伝導についても同様である。このように接合される他部材との関係においては、母材１２の表面が粗面である母材１２または細孔１６を形成した母材１２を用いて、一端が母材１２の表面から突出するように固定されたＣＮＴ１５を有する複合体１０が有利となる。

上述のように、細孔１６の大きさや内部の形状は、特に限定されるものではない。図３は、細孔３１同士が母材１２の内部で連結している例を示しており、図４は、細孔３２の内部の底部が尖った形状とした例を示している。この他にも、細孔は、母材１２表面よりも内部の径が大きくなるように形成されていてもよい。

上記実施形態の場合、母材１２は、細孔が形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、図５に示すように、母材表面１２ａが凹凸形状に粗面となった母材１２を用いてもよい。この場合には、ＣＮＴ１５は、母材１２の表面を構成する微細な斜面３５に沿うように、その斜面３５に付着して固定される。このようなＣＮＴ１５には、斜面３５上で様々な向きに固定されるが、一部のＣＮＴ１５は母材１２の表面（凸部の先端）から突出した状態で固定される。このような細孔の形状や母材１２の表面の形状であっても、上記実施形態と同様な効果が得られる。

［第２実施形態］
複合体に高分子膜を形成した第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係る複合体は、高分子膜が形成されている他は、第１実施形態の複合体と同じであり、第１実施形態と同じ部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図６において、複合体４０は、母材１２とＣＮＴ１５と、高分子膜４１とを有している。高分子膜４１は、母材１２の表面に形成されており、母材表面１２ａを覆うとともに、細孔１６内に入り込んでいる。この高分子膜４１は、ＣＮＴ１５が突出する程度に薄くても、ＣＮＴ１５を覆うように厚くてもよいが、この例では、母材１２の表面上のＣＮＴ１５が突出する程度に薄く形成されている。

高分子膜４１は、任意の弾性体で形成される。任意の弾性体としては、例えば、樹脂、ゴム等で形成することとしてもよい。熱可塑性エラストマーとしては、例えばオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、塩ビ系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）等が挙げられ、樹脂としては、例えばＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ヘキサフルオロプロピレン・エチレン共重合体（ＥＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオロライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメリレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメリレンドデカミド（ナイロン６１２）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロン６Ｔ）、ポリキシリレンアジパミド（ナイロンＸＤ６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ナイロン９Ｔ）、ポリウンデカンメチレンテレフタルアミド（ナイロン１１Ｔ）、ポリデカメチレンデカンアミド（ナイロン１０１０）、ポリデカメチレンドデカンアミド（ナイロン１０１２）アミド系エラストマー（ＴＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ポリカーボネート（ＰＣ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ブテンジオール・ビニルアルコール共重合体（ＢＶＯＨ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリブテン（ＰＢ）、ウレタン系エラストマ（ＴＰＵ）、エステル系エラストマ（ＴＰＣ）、オレフィン系エラストマ（ＴＰＯ）、スチレン系エラストマ（ＴＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル(変性ＰＰＥ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シクロオレフィンコポリマ（ＣＯＣ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられ、ゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ポリウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム(ＶＭＱ、ＦＶＭＱ)、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、フッ素系ゴム（ＦＫＭ、ＦＥＰＭ，ＦＦＫＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。

複合体４０を作製する場合には、付着ステップ、乾燥ステップの後に、高分子膜形成ステップを実施することによって、母材１２の表面に例えば液体の高分子化合物を流し、この後にその高分子化合物を硬化させて高分子膜４１を形成する。

なお、高分子膜４１は、上記任意の弾性体そのもの以外に溶媒に上記弾性体となる材料を溶かした弾性材料含有溶液（ワニス）を用いてもよい。この場合においても、弾性材料含有溶液を母材表面１２上に例えば塗布してから、乾燥させて溶媒を揮発させる。溶媒としては、分散剤として用いたメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、溶かす弾性材料に応じた溶媒を用いればよい。

この複合体４０では、ＣＮＴ１５の一部が高分子膜４１の膜面から突出しているから、高分子膜４１を挟むように他部材を複合体４０に接合したときに、高分子膜４１の膜面から突出したＣＮＴ１５を他部材の接合面に接触し、母材１２と他部材との間でＣＮＴ１５に由来する高い導電性、熱導電性が得られる。また、ＣＮＴ１５の一部が高分子膜４１の膜面から突出するか否かにかかわらず、母材１２と高分子膜４１との界面付近にＣＮＴ１５が存在することにより、高分子膜４１の界面での剥離強度を向上させることができる。

１０，４０ 複合体
１２ 母材
１２ａ 母材表面
１４ 構造体
１５ カーボンナノチューブ
１６，３１，３２ 細孔
１６ａ 内面
２２ 分散液
３５ 斜面
４１ 高分子膜

Claims (4)

1. 母材と、
   前記母材の表面に固定された複数のカーボンナノチューブを有し、
   前記母材の表面には細孔が形成されており粗面であり、前記細孔の直径は１μｍ以下でかつ前記直径に対する深さの比が１以上であり、
   前記複数のカーボンナノチューブは、前記母材の表面と前記細孔の内面とに直接固定されていることを特徴とする複合体。
2. 前記母材の材質は、高分子化合物、金属、ガラス、またはセラミックスであることを特徴とする請求項１記載の複合体。
3. 前記母材の表面に形成された高分子膜を備え、前記高分子膜は前記母材の表面を覆うとともに前記細孔内に入り込んでいることを特徴とする請求項１または２記載の複合体。
4. 複数のカーボンナノチューブと分散媒とからなる分散液に、表面に直径が１μｍ以下でかつ前記直径に対する深さの比が１以上である細孔が形成された母材を浸漬し、前記分散液に超音波を照射することで、前記分散液中の前記カーボンナノチューブを前記超音波の振動により前記母材の前記細孔の内面まで付着させる付着ステップと、
   前記分散液から前記母材を取り出して乾燥させることによって前記分散媒を除去する乾燥ステップと、
   前記母材の前記表面と前記細孔の内面とに高分子膜を形成する高分子膜形成ステップと
   を有する複合体の製造方法。

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