1]在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，可以同时进行供应原料气体的步骤(通过原料气体引入部件22供应原料气体的步骤)和局部加热分离界面区域的步骤(通过激光束17局部地加热基体20的步骤)。在这种情况下，在分离界面区域内，能够有效促进如上所述的新形成表面的产生、以及在新形成表面上的还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体30的生长过程。
[0062]根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括制备基体的步骤(制备步骤(SlO)和氧化步骤(S20))和使碳纳米结构体生长的步骤(CNT生长步骤(S30))。在基体20的制备步骤中，制备了由分离部件(基体部分26)和包含催化剂的催化剂部件(基体部分25)形成的基体，催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体，催化剂部件(基体部分25)和分离部件(基体部分26)的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在使碳纳米结构体生长的步骤中(S30)，通过向基体20供给含碳的原料气体，同时加热基体20并使分离部件与催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体30在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长。在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，从碳纳米结构体30生长的催化剂部件(基体部分25)的表面部分将催化剂部件(基体部分25)部分地分离并拉入碳纳米结构体30的内部，在所述表面部分处出现新形成的表面的同时使所述碳纳米结构体30持续地生长。
[0063]这样，在连续地暴露于分离界面区域内的催化剂部件(基体部分25)的新形成的表面中，将进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程。结果，通过使分离部件沿着远离催化剂部件的方向延伸，从而连续保持了碳纳米结构体30的生长。因此，能够获得弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体30。
[0064]在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，在催化剂部件(基体部分25)中除了分离界面区域以外的部分可由冷却部件18冷却。在这种情况中，可以容易地实现分离界面区域被局部加热的状态。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的碳纳米结构体30的生长。
[0065]在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，碳纳米结构体30可以在以下状态下生长，其中含有催化剂部件的颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)包含在碳纳米结构体30中。在碳纳米结构体30中可包含多个颗粒。在这种情况下，出现以下状态:其中，当催化剂部件中形成新形成表面时从催化剂部件分离的部分以颗粒的形式被包含在碳纳米结构体30内。以这种方式，通过使从催化剂部件分离的部分保持在碳纳米结构体30内，可以减少所述分离部分再次接触催化剂部件的表面从而抑制碳纳米结构体30的生长的可能性。
[0066]在上述碳纳米结构体的制造方法中，催化剂部件(基体部分25)可包含溶解碳的金属。在这种情况中，原料气体中的碳渗入金属中，并且碳纳米结构体30可容易地在金属的表面生长。
[0067]在上述碳纳米结构体的制造方法中，所述金属可以是选自由铁、镍和钴组成的组中的一种金属。在这种情况下，碳纳米结构体30可以可靠地在金属的表面生长。
[0068]在上述碳纳米结构体的制造方法中，基体可以包含至少一种选自由FeO、Fe3O4和Fe2O3组成的组中的物质。在这种情况中，碳纳米结构体30可以容易地在基体20的分离界面区域内生长。
[0069]在上述碳纳米结构体的制造方法中，催化剂部件(基体部分25)可以是多孔体(例如，多孔维氏体或氧化铁的生胚)。在这种情况中，由于随着碳纳米结构体30的生长，催化剂部件的一部分可以容易地从催化剂部件的分离界面区域分离，因此可以可靠地在催化剂部件中形成新形成的表面。由此，碳纳米结构体30可以容易地生长。
[0070]在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，原料气体可以沿着与分离部件和催化剂部件的分离方向相反的方向(在图7中由箭头31表示的方向)排出。在这种情况中，能够抑制一些问题的出现，例如:当碳纳米结构体30在催化剂部件的分离界面区域生长时的反应产生的气体(例如，在基体包含氧化铁的情况下，或者当碳纳米结构体生长时氧化铁分解所产生的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水等)接触生长的碳纳米结构体30而可能导致的碳纳米结构体30的损坏。
[0071]在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在使碳纳米结构体生长的CNT生长步骤(S30)中，可以通过催化剂部件和分离部件中的至少一者向碳纳米结构体30施加张力。在这种情况中，通过控制所述张力，能够可靠地获得弯曲得到减少的碳纳米结构体30。
[0072]在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在制备步骤(SlO)中，通过接合催化剂部件和分离部件来制备基体20。在使碳纳米结构体30生长的CNT生长步骤(S30)中，可以通过使催化剂部件与分离部件结合的结合部分断裂，从而将分离部件与催化剂部件分开。在这种情况中，通过控制催化剂部件与分离部件的接合部分的形状等、并且使得在所述接合部分处发生断裂，可以控制碳纳米结构体30的形成位置和碳纳米结构体30的形状。
[0073]在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在制备基体的制备步骤(SlO)中，如图2、3等所示，可将由催化剂形成的单一部件(例如，纯铁箔)制备为基体20。在氧化步骤(S20)中，可以将所述单一部件的至少一部分氧化。在CNT生长步骤(S30)中的使原料气体与催化剂部件和/或分离部件接触的步骤中，原料气体可以与该单一部件接触。在使碳纳米结构体生长的CNT生长步骤(S30)中，原料气体可以与作为单一部件的基体20接触，随后(或者在原料气体与基体20接触的情况下)，通过加热基体20并使基体20断裂以将基体20分成两部分(图4中的基体部分25和26)的同时，可以使碳纳米结构体30在两个基体部分25和26之间的分离界面区域中生长。催化剂部件和分离部件可以是上述的通过使作为单一部件的基体20断裂而获得的两个基体部分25和26。在这种情况中，与进行将催化剂部件和分离部件一体化步骤的情况相比，通过使用单一部件作为基体20，制造碳纳米结构体30的工序能够得到简化。
[0074]根据本发明的碳纳米结构体30包括线性结构部分，其由具有长度为大于或等于Imm的碳制成，并且金属纳米颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)以分散形式排列在该线性结构部分内。这样，可以通过适当地选择金属纳米颗粒的类型来调节碳纳米结构体30的特性(例如，可以通过将磁性金属设为构成金属纳米颗粒的金属来调节碳纳米结构体的磁性)。
[0075]在上述碳纳米结构体中，线性结构部分可以是圆柱形物体，并且金属纳米颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)可位于所述圆柱形物体的内周侧。在这种情况中，碳纳米结构体30的必要结构保持在线性结构部分中，并且金属纳米颗粒可以保持在碳纳米结构体内。
[0076]如图2所示，根据本发明的用于制造碳纳米结构体的装置包括:保持部分(图2中的基底平台8和固定块9至12);驱动部件2 ;气体供给部分3 (气体供给部分3和/或原料气体引入部件22);以及加热部件(激光束振荡部分16)。保持部分能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由包含催化剂的催化剂部件和分离部件形成的基体20，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或成为一体，催化剂部件和分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。驱动部件2移动保持部分(图2所示制造装置中的固定块11和12)以将分离部件与催化剂部件分离。气体供给部分向基体20供给原料气体。加热部件能够局部地加热基体20中的一部分。
[0077]通过使用这样的装置，能够使弯曲得以减少的长的碳纳米结构体30在催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域中生长，即，如图4所示在通过使基体20断裂而获得的基体部分25和26之间的断裂界面中生长。
[0078]用于制造碳纳米结构体的装置可进一步包括冷却催化剂部件中的一部分的冷却部件18和19。在这种情况中，可以容易地实现分离界面区域被局部加热的状态。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体30的生长。
[0079]在用于制造碳纳米结构体的装置中，气体供给部分(原料气体引入部件22)可以向基体20中的如下部分供应原料气体，其中所述部分被加热部件4和/或激光束振荡部分16局部地加热。在这种情况中，通过向分离界面区域局部地供应反应气体，碳纳米结构体可以局部地在分离界面区域内生长。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体的生长。
[0080]< 实验 1>
[0081]进行如下试验以检验本发明的效果。首先，制备厚度为50 μ m且在平面形状内具有窄的中央部的氧化铁箔(纯度为5N)作为基体。然后，如图3所示，在反应室内由固定块9至12保持由氧化铁箔形成的基体。然后，从加热炉的反应室内除去氧气后，供应乙炔气体(5%乙炔和95%氮气)。
[0082]在这种状态下，用激光束对基体的窄部局部地进行集中加热，除了窄部外的其他部分与由水冷室形成的冷却部件接触并由其冷却。此时，将基体窄部的中央部的温度调节为约850°C的最高温度。然后，在将构成基体的氧化铁还原之后，通过施加张力使基体断裂，由此在基体的破裂面之间(如图4所示，在基体部分25和基体部分26的断裂端面之间)形成了碳纳米结构体(碳纤维)。
[0083]此后，伴随着连续施加的张力，调节激光束照射和由冷却部件18和19进行的冷却，使得仅基体部分25的断裂端面被加热。然后，获得了长度为500 μπι