用于制造碳纳米结构体的方法和装置、以及碳纳米结构体组件与流程

本发明涉及用于制造碳纳米结构体的方法和装置、以及碳纳米结构体组件，更具体地涉及用于制造能够在一个方向上延伸的碳纳米结构体的方法和装置、以及碳纳米结构体组件。

背景技术：
通常，已知存在以碳纳米管、石墨烯（graphene）等为代表的、包括线形结构（其中碳原子以纳米级直径排列）和片状结构（其由碳原子构成并具有纳米级厚度）的碳纳米结构体。对于这种碳纳米结构体的制造方法，已经提出了这样一种方法：在该方法中，向加热的微细催化剂供给含碳的原料气体，由此从所述催化剂生长出碳纳米结构体（例如参见日本专利公开No.2005-330175）。

技术实现要素：
但是，在常规的方法中，在有些情况中，从催化剂生长出碳纳米结构体时会发生弯曲。对于碳纳米管，例如，在发生弯曲的部分中会存在五元环或七元环，而不是形成碳纳米管的六元环，因此，碳纳米管的性能发生局部改变（例如，电阻变高）。为了减少如上所述的在碳纳米结构体上发生弯曲，还考虑了在碳纳米结构体的生长过程中向碳纳米结构体施加张力。但是，这难以抚平从催化剂生长出的微细碳纳米结构体的尖端并向所述碳纳米结构体施加张力。进行本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种制造弯曲等的发生得以减少的碳纳米结构体的方法，以及在所述的制造碳纳米结构体的方法中使用的制造装置，还提供一种弯曲的发生得以减少的碳纳米结构体组件。根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括以下步骤：制备基体，该基体由包括催化剂的催化剂部件和分离部件形成，所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或彼此成为一体；将所述基体中所述催化剂部件和所述分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分氧化；使含碳原料气体与所述催化剂部件和/或所述分离部件接触；以及使碳纳米结构体生长。在使碳纳米结构体生长的步骤中，通过加热所述基体同时将所述分离部件与所述催化剂部件分开，使碳纳米结构体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。这样，可以在催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域中使变形（如弯曲）得到减少的碳纳米结构体容易地生长，所述碳纳米结构体从所述催化剂部件延伸至所述分离部件。此外，由于催化剂部件与分离部件的至少一部分接触部分被预先氧化，因此，碳纳米结构体能够有效地在碳纳米结构体的生长步骤中进行生长。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；驱动部件；气体供给部分；以及加热部件。所述保持部分能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由包括催化剂的催化剂部件和分离部件（催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体）形成的基体。所述驱动部件移动所述保持部分以将所述分离部件与所述催化剂部件分开。所述气体供给部分向所述基体供给反应气体。所述加热部件加热所述基体。通过使用这样的装置，弯曲得到减少的碳纳米结构体能够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进行生长。根据本发明的碳纳米结构体组件包括：保持部件，其包括一对彼此相面对设置的保持部分；以及多个碳纳米结构体，其被形成以连接这对保持部分。这样，能够容易地处理在所述保持部分之间施加有张力的碳纳米结构体。如上所述，根据本发明，能够获得弯曲得到减少的碳纳米结构体。结合附图，通过以下对本发明的详细说明，本发明的上述以及其他的目的、特征、方面和优点将变得更加明显。附图说明图1是描述根据本发明第一实施方案的制造碳纳米结构体的方法的流程图。图2是描述根据本发明的用于制造碳纳米结构体的装置（其用于图1所示的用于制造碳纳米结构体的方法）的截面示意图。图3是图2所示的用于制造碳纳米结构体的装置的局部示意图。图4是示出所形成的碳纳米结构体的示意图。图5是描述根据本发明第二实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置的截面示意图。图6是示出由图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置形成的碳纳米结构体的示意图。图7是描述根据本发明第三实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置的截面示意图。图8是示出由图7所示的用于制造碳纳米结构体的装置形成的碳纳米结构体的示意图。图9是图8所示的碳纳米结构体的平面示意图。图10是描述根据本发明第四实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置的截面示意图。图11是示出由图10所示的用于制造碳纳米结构体的装置形成的碳纳米结构体的示意图。图12是碳纳米结构体组件的示意图。图13是示出根据本发明第五实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法的流程图。图14是示出在试验1中形成的碳纳米结构体的扫描电子显微镜照片。图15是示出在试验1中形成的碳纳米结构体的扫描电子显微镜照片。图16是示出在试验1中形成的碳纳米结构体的扫描电子显微镜照片。图17是示出在试验1中形成的碳纳米结构体的扫描电子显微镜照片。图18是示出试验2中的碳纳米结构体的生长状态的扫描电子显微镜照片。图19是示出试验2中的碳纳米结构体的生长状态的扫描电子显微镜照片。图20是示出试验2中的碳纳米结构体的生长状态的扫描电子显微镜照片。图21是示出试验2中的碳纳米结构体的生长状态的扫描电子显微镜照片。图22是示出试验2中的碳纳米结构体的生长状态的扫描电子显微镜照片。具体实施方式下文将结合附图来描述本发明的实施方案，其中相同的标号表示相同或相应的部分并且不再对其重复说明。（第一实施方案）将结合图1至4对根据本发明第一实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法进行描述。参见图1，在本发明的用于制造碳纳米结构体的方法中，首先进行制备步骤（S10）。在该步骤（S10）中，制备由包含催化剂的催化剂部件和分离部件形成的基体，所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或者成为一体。如图2和3所示，可以使用起到催化剂作用的金属片（金属箔）作为基体20。例如，可以使用纯的铁、镍、钴等作为金属。优选在基体20中形成切口21，该切口21是用于限定下文描述的CNT生长步骤（S30）（参见图1）中断裂位置的凹入部分。当使用图2和3中所示的金属箔作为基体20时，所述金属箔形成上述的彼此成为一体的催化剂部件和分离部件。现将结合图2和3来描述用于进行碳纳米结构体制造方法的用于制造碳纳米结构体的装置。如图2所示，用于制造碳纳米结构体的装置包括：反应室1；设置于反应室1内部的加热部件4；设置成面向加热部件4的石英块9至12，其用于保持基体20；用于支撑石英块9至12的基础平台8；驱动部件2，其通过联接杆13与石英块11联接；气体供给部分3，其用于向反应室1供给原料气体等；泵7和排放部分6，它们用于将气体从反应室1中排放出来；以及控制器14，其用于控制加热部件4、气体供给部分3、驱动部件2、泵7和排放部分6。石英块9至12设置在位于反应室1中的基础平台8上。基体20的一端被石英块9和10夹持。基体20的另一端被石英块11和12夹持。石英块11可在基础平台8上移动。另一方面，石英块9和10被固定在基础平台8上。加热部件4被设置为面对被石英块9至12固定的基体20。虽然加热部件4被设置在反应室1内部，但是，当反应室1的壁由半透明的部件（如石英）形成时，加热部件4可以设置在反应室1的外部。可以使用任意的加热装置（例如电热加热器）作为加热部件4。如图2和3所示，将在上述步骤（S10）中制备的基体20设置在制造装置的反应室1内。接着进行氧化步骤（S20）。在该步骤中，将基体20中催化部件与分离部件的至少一部分接触部分氧化。具体而言，通过将反应室1中的气氛设置成空气气氛并且通过加热部件4而加热基体20，将基体20氧化。接着进行CNT生长步骤（S30）。在该步骤（S30）中，使碳纳米结构体生长。具体而言，在该步骤（S30）中，通过加热部件4来加热基体20并且从气体供给部分3向反应室1供给含碳原料气体。随后，进行使原料气体与包括催化剂部件的基体20接触的步骤。随后，通过驱动部件2使石英块11和12沿图3中箭头27所示的方向移动。结果，如图4所示，基体20在形成切口21处断裂。在这种状态（即，将分离部件与催化剂部件分开的时候，所述分离部件是基体20的位于被石英块11和12夹持一侧的基体部分26，所述催化剂部件是基体20的位于被石英块9和10夹持一侧的基体部分25）下，如上所述，通过加热部件4来加热基体20。结果，如图4所示，碳纳米结构体30在基体20的断裂界面区域（其为催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域）中生长。这样，可以在基体20的断裂界面区域中使诸如弯曲这样的变形得以减少的碳纳米结构体30容易地生长，所述碳纳米结构体30从基体部分25延伸至基体部分26。此外，由于至少一部分基体20被预先氧化，碳纳米结构体30可以在使碳纳米结构体30生长的步骤中有效地生长。关于从气体供给部分3向反应室1供给含碳原料气体，使原料气体与基体20接触并且随后使基体20断裂（分开）的步骤，优选的是，在将基体20的断裂界面区域氧化还原之后进行使基体20断裂（分开）的步骤。此外，在使基体20断裂的步骤中，优选的是，通过驱动部件2来移动联接杆13以及石英块11和12，同时控制张力，从而防止所形成的碳纳米结构体30发生断裂。另外，优选的是，采取措施以抑制含碳原料气体发生渗碳作用（即，防止变脆），例如通过用被覆膜（如由包括金在内的贵金属、氧化物等制成的膜）预先覆盖除了断裂界面区域以外的基体20部分的表面来实现。（第二实施方案）将结合图5来说明根据本发明第二实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置。参见图5，用于制造碳纳米结构体的装置包括：反应室1；设置在反应室1外部的加热部件4；隔板31，其与形成基体20的催化剂部件35连接以在面对加热部件4的位置处保持催化剂部件35；分离部件36，其被设置成与催化部件35接触；驱动部件2，其通过联接杆13而与分离部件36连接；用于向反应室1供给原料气体等的气体供给部分（未示出）；用于将气体从反应室1中排放出的泵7和排放部分6；以及用于控制加热部件4、气体供给部分、驱动部件2、泵7和排放部分6的控制器（未示出）。催化部件35具有（例如）平面圆形，并且联接到催化剂部件35的隔板31例如具有圆筒形。用于引导原料气体的导管32被设置在隔板31内。原料气体如箭头37所示流过导管32并被供给至催化剂部件35的背面侧。在原料气体到达催化剂部件35的背面侧之后，原料气体如箭头38所示沿着导管32的外周（介于导管32与隔板31的内周之间的空间）流动并从隔板31内排放出来。与原料气体不同的气体（吹扫气体）如箭头39所示也被供给至介于隔板31的外周与反应室1的内周面之间的空间。如图5所示，催化剂部件35由多孔部件33和催化剂34形成，催化剂34被填充到形成于多孔部件33中的开口（从多孔部件33的背面贯通至正面的通孔）中。催化剂34被设置成从多孔部件33的面向隔板31内周侧的背面侧延伸至多孔部件33的与分离部件36接触的正面侧。例如，可以使用纳米多孔氧化铝或纳米多孔硅作为多孔部件33。可以使用（例如）纯铁或其氧化物作为催化剂34。可以使用纯铁块（或者仅在与催化剂部件35接触的表面上形成有纯铁层的块体等）作为分离部件36。还可以（例如）通过使用银或金作为用于多孔部件33的材料并使用纯铁作为催化剂34，并且通过塑性加工等制造这些材料的复合体，从而形成催化剂部件35；或者可以利用半导体工艺等进行精细处理技术来形成催化剂部件35。接下来将描述图5所示的使用用于制造碳纳米结构体的装置来制造碳纳米结构体的方法。虽然该制造碳纳米结构体的方法基本上与图1所示的制造碳纳米结构体的方法类似，但是前者在制备步骤（S10）中所制备的基体20的构造方面与后者不同。换言之，在使用图5所示的装置时，将上述的通过将催化剂部件35和分离部件36接合而获得的部件制备为基体20。可以使用任何方法（例如焊接和压制接合）作为接合催化剂部件35和分离部件36的方法。但是，催化剂部件35的催化剂34必须与分离部件36接触。如图5所示，将所制备的基体20中的催化剂部件35固定至隔板31的端部，并将所制备的基体20中的分离部件36连接至联接杆13。接着，与如图1所示的制造方法类似，进行氧化步骤（S20）。在该步骤中，将基体20中催化剂部件35与分离部件36的至少一部分接触部分氧化。具体而言，通过将反应室1中的内部气氛或隔板31内周侧的内部气氛设置为含氧气氛并通过加热部件4来加热基体20，从而将基体20氧化。接着，与如图1所示的制造方法类似，进行CNT生长步骤（S30）。具体而言，在步骤（S30）中，通过加热部件4来加热基体20，并从气体供给部分将含碳原料气体经导管32供给至催化剂部件35的后表面侧。随后，在原料气体与包括催化剂部件35的基体20接触的情况下，通过驱动部件2使分离部件36沿着图6中箭头27所示的方向移动。结果，如图6所示，碳纳米结构体30在催化剂部件35与分离部件36之间的分离界面区域中生长。这样，可以容易地在催化剂部件35与分离部件36之间的分离界面区域中使诸如弯曲这样的变形得以减少的碳纳米结构体30生长，所述碳纳米结构体30从催化剂部件35延伸至分离部件36。（第三实施方案）将结合图7描述根据本发明第三实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置。参见图7，该用于制造碳纳米结构体的装置基本上包括与图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置类似的构造，但是前者在所用基体20的构造方面与后者不同。换言之，使用铁箔作为形成基体20的催化剂部件35，并且通过由铁箔膜形成的催化剂薄膜41、以及用于将催化剂薄膜41夹在中间并保持该催化剂薄膜41的两个固定部件42和43来构建分离部件36。分离部件36被夹持部件44夹持。夹持部件44与联接杆13连接。接下来将描述使用图7所示的用于制造碳纳米结构体的装置来制造碳纳米结构体的方法。虽然该用于制造碳纳米结构体的方法基本上与使用图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置来制造碳纳米结构体的方法类似，但是，前者在制备步骤（S10）中所制备的基体20的构造方面与后者不同。换言之，在使用图7所示的装置时，上述的通过接合催化剂部件35和分离部件36而获得的部件被制备为基体20。可以使用任何方法（例如焊接和压制接合）作为用于接合催化剂部件35和分离部件36的方法。但是，催化剂部件35必须与分离部件36的催化剂薄膜41的端部接触。如图7所示，将所制备的基体20中的催化剂部件35固定至隔板31的端部，所制备的基体20中的分离部件36通过插入其间的夹持部件44而与联接杆13连接。可以预先将催化剂部件35固定至隔板31的端部。接着，如图1所示的制造方法类似，进行氧化步骤（S20）。在该步骤中，将基体20中催化剂部件35与分离部件36的至少一部分接触部分氧化。具体而言，通过将反应室1或隔板31内部的气氛（参见图5）设定为含氧气氛并通过加热部件4来加热基体20，从而将基体20氧化。接着，与如图1所示的制造方法类似，进行CNT生长步骤（S30）。具体而言，在该步骤（S30）中，通过加热部件4来加热基体20，并从气体供给部分将含碳原料气体经导管32供给至催化剂部件35的背面侧。随后，在原料气体与包括催化剂部件35的基体20接触的情况下，通过驱动部件2（参见图5）使分离部件36沿着图8中箭头27所示的方向移动。结果，如图8所示，碳纳米结构体30在催化剂部件35与分离部件36之间的分离界面区域中生长。如图8和9所示，由此形成的碳纳米结构体30具有片状形状，其截面形状与催化剂薄膜41的端面的形状相同。图9是当从图8中箭头45所示的方向观察时，碳纳米结构体30和分离部件36的示意图。这样，可以在催化剂部件35和分离部件36之间的分离界面区域中使诸如弯曲这样的变形得以减少的片状碳纳米结构体30容易地生长，所述碳纳米结构体30从催化剂部件35延伸至分离部件36。此外，通过控制催化剂薄膜41的形状，可以控制所形成的碳纳米结构体的截面形状（与图8中箭头27所示方向垂直的方向上的截面的形状）。（第四实施方案）将结合图10来描述根据本发明第四实施方案的用于制造碳纳米结构体的装置。参见图10，该用于制造碳纳米结构体的装置基本上包括与图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置类似的构造，但是前者在所用基体20的构造方面与后者不同。换言之，用于形成基体20的催化剂部件35由图5中所示的多孔部件33和催化剂34形成，并且分离部件36由铁块体（具有矩形截面形状的块体）形成。分离部件36被夹持部件44夹持。夹持部件44与联接杆13连接。接下来将描述使用图10所示的用于制造碳纳米结构体的装置来制造碳纳米结构体的方法。虽然该用于制造碳纳米结构体的方法与使用图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置来制造碳纳米结构体的方法基本类似，但是，前者在制备步骤（S10）中所制备的基体20的构造方面与后者不同。换言之，在使用图10所示的装置时，将上述的通过接合催化剂部件35和分离部件36而获得的部件制备为基体20。可以采用任何方法（如焊接和压制接合）作为用于接合催化剂部件35和分离部件36的方法。但是，催化剂部件35必须与分离部件36接触。所制备的基体20的催化剂部件35被固定至图5中所示的隔板31的端部，并且如图10所示，所制备的基体20的分离部件36通过插入其间的夹持部件44而连接至联接杆13。可以预先将催化剂部件35固定至隔板31的端部。接着与如图1所示的制造方法类似，进行氧化步骤（S20）。具体而言，通过将反应室1或隔板31（参见图5）内部的气氛设定为含氧气氛并通过加热部件4来加热基体20，从而将基体20氧化。接着与如图1所示的制造方法类似，进行CNT生长步骤（S30）。具体而言，在该步骤（S30）中，通过加热部件4来加热基体20（参见图5），并且从气体供给部分将含碳原料气体经导管32（参见图5）供给至催化剂部件35的后面侧。随后，在原料气体与包括催化剂部件35的基体20接触的情况下，通过驱动部件2（参见图5）使分离部件36沿着图11中箭头27所示的方向移动。结果，如图11所示，碳纳米结构体30在催化剂部件35和分离部件36之间的分离界面区域中生长。由此形成的碳纳米结构体30具有片状形状，其截面形状与分离部件36的端面形状相同。这样，可以在催化剂部件35和分离部件36之间的分离界面区域中使诸如弯曲这样的变形得以减少的片状碳纳米结构体30容易地生长，所述片状碳纳米结构体30从催化剂部件35延伸至分离部件36。此外，通过控制分离部件36的形状，可以控制所形成的碳纳米结构体的截面形状（与图11中箭头27所示方向垂直的方向上的截面的形状）。此后，从该制造装置中将碳纳米结构体30连同催化剂部件35和分离部件36一起取出，并由框体51固定在相对的位置处。框体51可以具有任何形状，只要框体51能固定催化剂部件35和分离部件36使得碳纳米结构体30能够保持笔直即可，例如，框体51可以具有图12所示的矩形。催化剂部件35和分离部件36被固定在矩形框体51的内周侧。由此形成了碳纳米结构体组件50。使用这样的碳纳米结构体组件50，可以容易地处理其形状保持笔直的碳纳米结构体。（第五实施方案）将结合图13来描述根据本发明第五实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法。虽然图13所示的用于制造碳纳米结构体的方法基本上包括与图1所示的用于制造碳纳米结构体的方法类似的构造，但是前者与后者的不同之处在于，在形成基体之前预先将催化剂部件和分离部件氧化。换言之，在图13所示的用于制造碳纳米结构体的方法中，首先进行部件制备步骤（S15）。在该步骤（S15）中，制备催化剂部件35和分离部件36。接着进行氧化步骤（S20）。在该步骤（S20）中，将催化剂部件35和分离部件36氧化。可以使用任何方法作为氧化方法。例如，可以使用在气氛中加热催化剂部件35和分离部件36的方法。接着进行基体形成步骤（S40）。在该步骤（S40）中，将催化剂部件35和分离部件36接合。与图1所示的制造方法类似，可以采用任何方法作为接合方法。接着与如图1所示的制造方法类似，进行CNT生长步骤（S30）。这样，可以类似于如图1所示的制造方法那样获得弯曲得以减少的碳纳米结构体。现在将列出本发明的特征，尽管如在所述实施方案中所看出的那样，它们可能是部分重复的。根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括以下步骤：制备由包括催化剂的催化剂部件35和分离部件36形成的基体20，所述催化剂部件35与所述分离部件36彼此接触或彼此成为一体（制备步骤（S20））；将基体20中催化剂部件35与分离部件36的接触部分或一体化部分中的至少一部分氧化（氧化步骤（S20））；使含碳原料气体与催化剂部件35和/或分离部件36接触（CNT生长步骤（S30））；以及使碳纳米结构体生长（CNT生长步骤（S30））。在CNT生长步骤（S30）中，通过加热基体20同时将分离部件36与催化剂部件35分开，碳纳米结构体30在催化剂部件35与分离部件36之间的分离界面区域中生长。这样，可以在催化剂部件35和分离部件36之间的分离界面区域中使诸如弯曲这样的变形得以减少的碳纳米结构体30容易地生长，所述碳纳米结构体30从催化剂部件35延伸至分离部件36。此外，由于催化剂部件35与分离部件36的至少一部分接触部分被预先氧化，因此，在使碳纳米结构体30生长的CNT生长步骤（S30）中，碳纳米结构体30可以有效地生长。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，碳纳米结构体30可以生长以在分离界面区域中连接催化剂部件35和分离部件36。在这种情况中，在分离部件36与催化剂部件35分离的同时碳纳米结构体30生长。因此，碳纳米结构体30可以在特定的张力下得到可靠地保持，并由此可以获得笔直的碳纳米结构体30。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，碳纳米结构体30可以具有选自柱形、圆柱形和带形所构成的组中的一种形状。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，氧化步骤（S20）和使含碳原料气体与催化剂部件35和/或分离部件36接触的步骤（CNT生长步骤（S30））可以同时进行。使含碳原料气体与催化剂部件35和/或分离部件36接触的步骤（CNT生长步骤（S30））以及使碳纳米结构体生长的步骤（CNT生长步骤（S30））也可以同时进行。氧化步骤（S20）、CNT生长步骤（S30）中的接触步骤、以及在该步骤（S30）中使碳纳米结构体生长的步骤这三个步骤也可以同时进行。在这种情况中，可以简化碳纳米结构体30的制造方法。通过进行氧化步骤（S20）、并随后使氧气包含在CNT生长步骤（S30）中所使用的原料气体中，氧化工序可以与使碳纳米结构体生长的步骤同时进行。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35和分离部件36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。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在制备步骤（S10）中，通过接合催化剂部件35和分离部件36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35与分离部件36结合的结合部分断裂，从而将分离部件36与催化剂部件35分开。在这种情况中，通过控制催化剂部件35与分离部件36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，可以控制该部分（碳纳米结构体30在此形成）的形状和碳纳米结构体30的形状。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在CNT生长步骤（S30）中的使含碳原料气体与催化剂部件35和/或分离部件36接触的步骤中，可以使所述原料气体在除了所述分离界面区域以外的区域中与催化剂部件35接触，而可以将具有与所述原料气体不同的组成的气氛气体（例如，氩气）供给至所述分离界面区域。在这种情况中，可能使碳纳米结构体30的质量下降的原料气体不与所述分离界面区域（碳纳米结构体30在此生长）直接接触。因此，能够获得高质量的碳纳米结构体30。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，分隔部件36可以包括分离侧催化剂（即，形成图5中的分离部件36的纯铁块体或图7中的催化剂膜41），并且在制备基体的制备步骤（S10）中，可以制备基体20，其包括形状限定部件（例如，图5中的多孔部件33或图7中的固定部件42和43），该部件用于在催化剂部件35与分离部件36的接触区域中限定包括在催化剂部件35中的催化剂与分离部件36的接触区域的形状。在使碳纳米结构体生长的CNT生长步骤（S30）中，在其形状被形状限定部件所限定的接触区域中，催化剂部件35和分离部件35可以分开。在这种情况中，通过控制所述接触区域的形状，能够控制所形成的碳纳米结构体30的截面形状。换言之，可以获得具有任何截面形状的碳纳米结构体30。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，催化剂部件35的催化剂和分离部件36的分离侧催化剂中的任意一者可以具有图5、图7等所示的丝状形状或片状形状。在这种情况中，可以容易地获得线状或片状的碳纳米结构体30。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，形状限定部件可以是图5所示的具有多个开口的多孔部件33。催化剂部件35可以由多孔部件33和填充在多孔部件33的开口中的催化剂34形成。在制备基体的制备步骤（S10）中，可以通过使分离部件36的分离侧催化剂（图7中形成分离部件36的纯铁块）与从催化剂部件35的开口露出的催化剂34接触来制备基体20，或者通过将所述分离侧催化剂接合至催化剂34来制备基体20。在这种情况中，可以容易地获得线状碳纳米结构体30。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，多孔部件33可以是纳米多孔氧化铝或纳米多孔硅。在这种情况中，可以相对容易地控制多孔部件33的开口的尺寸等，由此能够容易地控制填充在所述开口中的催化剂34的端面尺寸。结果，能够容易地控制所形成的碳纳米结构体30的截面尺寸。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，如图7所示，分离部件36可以由作为片状分离侧催化剂的催化剂薄膜41、以及作为形状限定部件（其用于夹持催化剂薄膜41而露出催化剂薄膜41的端面）的固定部件42和43形成。在制备基体的制备步骤（S10）中，可以通过使分离侧催化剂（催化剂薄膜41）与包括在催化剂部件35中的催化剂（图7中形成催化剂部件35的纯铁块）接触来制备基体20、或者通过将所述分离侧催化剂接合至所述催化剂来制备基体20。在这种情况中，可以容易地获得片状碳纳米结构体30。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（S10）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，可以将至少一部分所述单一部件氧化。在CNT生长步骤（S30）中的使原料气体与催化剂部件35和/或分离部件36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同时将基体20断裂以将基体20分成两部分（图4中的基体部分25和26），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将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，通过使用基体20这样的单一部件，与进行将催化剂部件和分离部件一体化步骤的情况相比，制造碳纳米结构体30的方法能够得到简化。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，包括在催化剂部件35中的催化剂和包括在分离部件36中的分离侧催化剂（例如，催化剂薄膜41等）可以包括溶解有碳的金属。在这种情况中，原料气体中的碳被渗碳到所述金属中，并且能够容易地使碳纳米结构体30在所述金属的表面生长。在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，所述金属可以是选自由铁、镍和钴构成的组中的一种金属。在这种情况中，能够使碳纳米结构体30可靠地在所述金属的表面上生长。如图2和5所示，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中的基础平台8和石英块9至12、或者图5中的隔板31和联接杆13）；驱动部件2；气体供给部分3；以及加热部件4。保持部分能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由包括催化剂的催化剂部件35和分离部件36形成的基体20，其中所述催化剂部件35和所述分离部件36彼此接触或成为一体。驱动部件2将保持部分（图2所示制造装置中的石英块11和12、或者图5所示制造装置中的联接杆13）从催化剂部件35移动至独立的分离部件36。气体供给部分3向基体20供给反应气体。加热部件4加热基体20。通过使用这样的装置，能够使弯曲得以减少的碳纳米结构体30在催化剂部件35和分离部件36之间的分离界面区域中生长，或者如图4所示在通过将基体20断裂而获得的基体部分25和26之间的断裂界面中生长。如图12所示，本发明的碳纳米结构体组件50包括：保持部件（图12中的催化剂部件35和分离部件36），其包括一对彼此相面对设置的保持部分；以及被形成为连接这对保持部分的多个碳纳米结构体30。这样，可以将具有施加在所述保持部分之间的张力的碳纳米结构体30容易地处理为碳纳米结构体组件50。碳纳米结构体组件50还可以包括用于固定催化剂部件35和分离部件36的相对位置的保持部件（框体51）。在上述碳纳米结构体组件50中，碳纳米结构体30可以具有片状形状。在上述碳纳米结构体组件50中，所述保持部分还可以包括用于形成碳纳米结构体30的催化剂。<试验1>（关于实施例中的样品）进行以下试验是为了检验本发明的效果。首先，制备厚度为50μm的纯铁箔（纯度为5N）作为基体。然后，如图3所示，由石英块9至12保持由纯铁箔形成的基体。在以下条件下在大气中对所述基体进行热处理（氧化处理）：加热温度为850°C，热处理时间为1分钟。此后，使Ar气（氩气）流入加热炉的反应室内，并将加热炉的反应室中的氧气排掉。接着，将含有5％乙炔气体的Ar气原料气体供给至介于石英块9和石英块11之间的基体，在850°C的加热温度下进行热处理。在850°C的加热温度下在原料气体中进行热处理7分钟，同时，向由纯铁箔形成的基体施加张力，从而使铁箔断裂。结果，作为碳纳米结构体的纤维状碳进行生长从而将断裂的纯铁箔的断裂面连接起来。图14至17示出了所形成的纤维状碳的扫描电子显微镜照片。如图14至17所示，可以看出，生长出了纤维状的碳（碳纳米纤维）和局部的带状碳（碳纳米带）以连接作为基体的纯铁箔的断裂面。（关于比较例中的样品）在比较例中，没有在大气中进行加热处理（氧化处理），而是在以下条件下在上述原料气体中对由纯铁箔形成的基体进行热处理：加热温度为850°C，加热处理时间为7分钟，随后将所述基底断裂。结果，没有观察到长出连接断裂面的纤维状碳。<试验2>进行以下试验是为了研究在氧化处理之后的热处理中处理时间的影响。具体而言，与试验1的实施例类似来制备基体，并且如该实施例类似进行氧化处理和热处理（在原料气体中的热处理）。在该热处理中，在预定的加热温度（850°C）下进行热处理同时向基体施加张力，从而形成裂缝。随后，观察已经形成裂缝的部分。结果如图18至22所示。图18是热处理开始后历时2分钟时基体中裂缝附近的部分的扫描电子显微镜照片。图19至22分别是热处理开始后历时4分钟、7分钟、10分钟和60分钟时基体中裂缝附近的部分的扫描电子显微镜照片。如图18至22所示，可以看出，热处理开始后历时2分钟时，几乎未长出纤维状的碳（参见图18），而热处理开始后历时约4至7分钟时，裂缝中长出了纤维状的碳。可以看出，热处理开始后历时2分钟时，尚未被还原的氧化铁仍然处于裂缝附近的部分中（参见图18中具有细孔的白色部分）。另一方面，热处理开始后历时7分钟时，由裂缝附近部分的观察结果可以看出，氧化铁被还原且发生渗碳作用，并且碳析出（参见图20）。<试验3>通过电弧焊接将分离部件和催化剂部件接合，所述分离部件是由铁块（其表面上具有100μm厚的纯铁箔）形成的；所述催化剂部件是由纳米多孔氧化铝板形成的，其中将铁填充到直径为20nm的通孔中。由此形成了图5所示的基体20。此后，从与电弧焊接表面相对的纳米多孔氧化铝板的表面喷射氧浓度为10％的氩气，同时在下述条件下在基体20上进行热处理（氧化处理）：加热温度为800°C，并且热处理时间为10分钟。此后，在与试验1中的热处理类似的条件下在基体20上进行热处理（即，在850°C的加热温度下在原料气体中进行热处理）。随后，在开始热处理之后，向所述基体施加张力以使电弧焊接部分断裂。结果观察到，在断裂表面之间生长碳纳米纤维，其中在所述断裂表面处，填充到纳米多孔氧化铝中的铁从纯铁箔上剥离。<试验4>制备了具有与试验3中所使用的基体20相同的构造的基体，并类似地进行氧化处理和热处理。在开始热处理之后，向所述基体施加张力以使基体中的电弧焊接部分断裂。结果观察到，如试验3那样，碳纳米纤维在断裂表面之间生长。<试验5>制备了试验3中使用的催化剂部件和分离部件，并在接合催化剂部件和分离部件之前进行氧化处理。氧化处理的处理条件与试验3中的氧化处理类似。此后，将已经进行了氧化处理的催化剂部件和分离部件电弧焊接以形成基体。此外，在所述基体上进行与试验3类似的热处理，并且在开始热处理之后，向所述基体施加张力以使电弧焊接部分断裂。结果，观察到碳纳米纤维在断裂表面之间生长。<试验6>通过压制接合将分离部件和催化剂部件接合，其中所述分离部件是由铁块（其表面上具有100μm厚的纯铁箔）形成的；所述催化剂部件是由金板形成的，其中直径为50nm的铁丝从所述金板的前表面贯穿至后表面。由此形成图5所示的基体20。此后，将氧浓度为1％的氩气喷射至所述催化剂部件和所述分离部件之间的接合界面，同时在下述条件下在基体20上进行热处理（氧化处理）：加热温度为800°C并且热处理时间为5分钟。此后，在由含有100ppm氧气的乙烯气形成的原料气体中在下述条件下进行热处理：加热温度为850°C。随后，在开始热处理之后，向基体施加张力以使接合部分断裂。结果观察到，碳纳米纤维在断裂表面之间生长。<试验7>通过热压接合将分离部件和催化剂部件接合，从而使下述的表面层位于接合界面处，其中所述分离部件是由铁块（其表面上具有50μm厚的纯铁箔）形成的；所述催化剂部件是由这样的铁块形成的：该铁块的表面具有通过同时沉积铁和氧化铝而获得的表面层。由此形成基体。此后，将氧浓度为1％的氩气喷射至所述催化剂部件和所述分离部件之间的接合界面，同时在以下条件下在基体20上进行热处理（氧化处理）：加热温度为800°C。此后，在由含有500ppm水的乙炔气形成的原料气体中在以下条件下进行热处理：加热温度为850°C。随后，在开始热处理之后，向基体施加张力以使接合部分断裂。结果观察到，碳纳米纤维在断裂表面之间生长。<试验8>制备这样的催化剂部件和分离部件：所述催化剂部件由50μm厚的纯铁箔形成；所述分离部件由铁片形成，所述铁片由固定部件42和43（由石英块形成，参见图7）夹持和固定。随后，如图7所示，将所述催化剂部件和所述分离部件接合使得铁片的端面与作为催化剂部件的纯铁箔接触。此后，如试验3那样类似地进行氧化处理和加热处理。在开始加热处理之后，向基体施加张力以使接合部分断裂。结果观察到，在催化剂部件与铁片的端面之间的断裂表面之间生长碳纳米纤维。虽然详细地描述和举例说明了本发明，但是应当清楚理解到的是，这仅是为了示例和举例，而不应当理解为限制本发明，本发明的范围是通过随附的权利要求书来解释的。