JPH05182818A - 磁性体 - Google Patents
磁性体Info
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- JPH05182818A JPH05182818A JP3320722A JP32072291A JPH05182818A JP H05182818 A JPH05182818 A JP H05182818A JP 3320722 A JP3320722 A JP 3320722A JP 32072291 A JP32072291 A JP 32072291A JP H05182818 A JPH05182818 A JP H05182818A
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- electron spin
- spin resonance
- resonance spectrum
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
- H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
- H01F1/0063—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use in a non-magnetic matrix, e.g. granular solids
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】まったく新規な材料からなり、軽くて加工性に
優れた磁性体を提供する。 【構成】Cn Xm (ただしnは60、70、76、84
等より選ばれた整数であり、mは0を含まずnまでの正
数である。また、Xは水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ
素の少なくとも1種類を表す。)で示される球状炭素を
主体とする磁性体。
優れた磁性体を提供する。 【構成】Cn Xm (ただしnは60、70、76、84
等より選ばれた整数であり、mは0を含まずnまでの正
数である。また、Xは水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ
素の少なくとも1種類を表す。)で示される球状炭素を
主体とする磁性体。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フラーレンと称される
炭素材料からなる球状化合物より誘導される磁性体に関
するものであり、有機材料でありながら強磁性を発現す
るまったく新規な磁性体に関するものである。
炭素材料からなる球状化合物より誘導される磁性体に関
するものであり、有機材料でありながら強磁性を発現す
るまったく新規な磁性体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁性体は、磁気記録の分野においてはも
ちろんのこと、電子写真におけるトナー用磁性材料やシ
ールド材としての磁性流体等に代表されるように、各方
面で広く用いられており、その用途はさらに拡大される
ものと期待される。
ちろんのこと、電子写真におけるトナー用磁性材料やシ
ールド材としての磁性流体等に代表されるように、各方
面で広く用いられており、その用途はさらに拡大される
ものと期待される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これまで磁
性体といえば、ほとんどが酸化物系材料(たとえば、フ
ェライトや磁気記録媒体の磁性粉末として多用されてい
るγ−Fe2 03 等)、あるいは金属系材料(Fe、C
o、Niやこれらの合金等)であり、いずれも重量が大
であること、非常に硬度が高く加工性に乏しいこと等が
欠点として指摘されている。
性体といえば、ほとんどが酸化物系材料(たとえば、フ
ェライトや磁気記録媒体の磁性粉末として多用されてい
るγ−Fe2 03 等)、あるいは金属系材料(Fe、C
o、Niやこれらの合金等)であり、いずれも重量が大
であること、非常に硬度が高く加工性に乏しいこと等が
欠点として指摘されている。
【0004】これらの欠点は、前述の各分野においてそ
の進展の妨げになるばかりか、他方で磁性体の用途に大
きな制約を加えることにもなっている。したがって、軽
くて、しかも加工性に優れた磁性体の出現が待たれると
ころである。本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、まったく新規な材料からなり、軽
くて加工性に優れた磁性体、並びにその製造方法を提供
することを目的とする。
の進展の妨げになるばかりか、他方で磁性体の用途に大
きな制約を加えることにもなっている。したがって、軽
くて、しかも加工性に優れた磁性体の出現が待たれると
ころである。本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、まったく新規な材料からなり、軽
くて加工性に優れた磁性体、並びにその製造方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成せんものと長期に亘り鋭意研究を重ね、特に特異な
分子構造と電子構造を有するフラーレン類の磁性材料へ
の応用について幾多の検討を行ってきた。その結果、球
状炭素に、水素、あるいはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素
の少なくとも1種を導入すると、これが磁性体として機
能することを見出した。
達成せんものと長期に亘り鋭意研究を重ね、特に特異な
分子構造と電子構造を有するフラーレン類の磁性材料へ
の応用について幾多の検討を行ってきた。その結果、球
状炭素に、水素、あるいはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素
の少なくとも1種を導入すると、これが磁性体として機
能することを見出した。
【0006】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、本発明の磁性体は、Cn Xm
(ただし、nは60、70、76、84より選ばれた整
数であり、mは0を含まずnまでの正数である。また、
Xは水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の少なくとも1
種を表す。)で示される球状炭素を主体とすることを特
徴とするものである。
たものである。すなわち、本発明の磁性体は、Cn Xm
(ただし、nは60、70、76、84より選ばれた整
数であり、mは0を含まずnまでの正数である。また、
Xは水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の少なくとも1
種を表す。)で示される球状炭素を主体とすることを特
徴とするものである。
【0007】60個、70個、76個、あるいは84個
の炭素原子が球状に結合してクラスター(分子集合体)
を構成してなる球状炭素は、フラーレン類と称され、そ
れぞれ、C60、C70、C76、C84で表される。たとえ
ば、C60は、正二十面体の頂点をすべて切り落として正
五角形を出した“切頭二十面体”と呼ばれる多面体構造
を有し、図1に示すように、この多面体の60個の頂点
をすべて炭素原子Cで置換したクラスターであり、公式
サッカーボール型の分子構造を有する。同様に、C70、
C76、C84もいわばラグビーボール型の分子構造を有す
る。
の炭素原子が球状に結合してクラスター(分子集合体)
を構成してなる球状炭素は、フラーレン類と称され、そ
れぞれ、C60、C70、C76、C84で表される。たとえ
ば、C60は、正二十面体の頂点をすべて切り落として正
五角形を出した“切頭二十面体”と呼ばれる多面体構造
を有し、図1に示すように、この多面体の60個の頂点
をすべて炭素原子Cで置換したクラスターであり、公式
サッカーボール型の分子構造を有する。同様に、C70、
C76、C84もいわばラグビーボール型の分子構造を有す
る。
【0008】前記球状炭素は、そのままでは磁性を示さ
ず、磁性材料へ応用するためには、球状炭素にスピンを
持たせ、いわゆる磁性体化する必要がある。一般に、何
らかの化合物を磁性体化するためには不対電子スピンを
持たせなければならず、そのための手法としては、電子
を1個入れるか引き抜いて、π型のアニオンラジカルま
たはカチオンラジカルとする方法が考えられる。さらに
は、球状炭素にフッ素、臭素、塩素、ヨウ素等のハロゲ
ン、あるいは水素原子を導入する方法である。この場
合、水素原子あるいは、ハロゲン原子は、該球状炭素に
共有結合して、電荷的に中性のラジカルを生成するこ
と、および、水素原子は、水素イオン(プロトン)と該
球状炭素のアニオンラジカルのイオンペアを、また、ハ
ロゲン元素では、ハロゲンアニオンと該球状炭素のカチ
オンラジカルのイオンペアを形成することが考えられ
る。
ず、磁性材料へ応用するためには、球状炭素にスピンを
持たせ、いわゆる磁性体化する必要がある。一般に、何
らかの化合物を磁性体化するためには不対電子スピンを
持たせなければならず、そのための手法としては、電子
を1個入れるか引き抜いて、π型のアニオンラジカルま
たはカチオンラジカルとする方法が考えられる。さらに
は、球状炭素にフッ素、臭素、塩素、ヨウ素等のハロゲ
ン、あるいは水素原子を導入する方法である。この場
合、水素原子あるいは、ハロゲン原子は、該球状炭素に
共有結合して、電荷的に中性のラジカルを生成するこ
と、および、水素原子は、水素イオン(プロトン)と該
球状炭素のアニオンラジカルのイオンペアを、また、ハ
ロゲン元素では、ハロゲンアニオンと該球状炭素のカチ
オンラジカルのイオンペアを形成することが考えられ
る。
【0009】上記のように、本発明においては、上記球
状炭素に水素、フッ素、臭素、塩素、ヨウ素を導入し、
磁性体化するものである。具体的には、以下に述べる方
法を挙げることができる。すなわち、水素、あるいは、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン元素の少なくと
も1種類を含む有機高分子を溶媒に溶解させて粘稠溶液
を得、これに上述の球状炭素を任意の割合で超音波照射
法等によって分散させ、その触媒作用により水素、ある
いはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン元素の少な
くとも1種を導入する方法、任意の溶媒中で上述の球状
炭素と、ハロゲン化アルカリ等のハロゲンを含む塩、あ
るいは、固体状態の水素やハロゲン単体とを任意の割合
で超音波照射法等によって分散させる方法、任意の有機
高分子溶液やモノマー中で上述の球状炭素と、ハロゲン
化アルカリ等のハロゲンを含む塩、あるいは、固体状態
の水素やハロゲン単体とを任意の割合で超音波照射法等
によって分散させた後に、溶媒を乾燥除去や重合によっ
て固化させる方法、任意の溶媒中で上述の球状炭素に、
液体あるいは気体状態の水素やハロゲン単体を接触させ
てこれらのハロゲンを導入する方法、もしくは、任意の
有機高分子溶液やモノマー中で上述の球状炭素に、液体
あるいは気体状態の水素やハロゲン単体を接触させてこ
れらのハロゲンを導入させた後に、溶媒を乾燥除去や重
合によって固化させる方法などを挙げることができる。
以上の方法によって水素、あるいはハロゲンを導入した
球状炭素は、密栓して暗所に静置するだけでよい。もち
ろん、必要に応じて加熱あるいは光照射等を行ってもよ
い。
状炭素に水素、フッ素、臭素、塩素、ヨウ素を導入し、
磁性体化するものである。具体的には、以下に述べる方
法を挙げることができる。すなわち、水素、あるいは、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン元素の少なくと
も1種類を含む有機高分子を溶媒に溶解させて粘稠溶液
を得、これに上述の球状炭素を任意の割合で超音波照射
法等によって分散させ、その触媒作用により水素、ある
いはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン元素の少な
くとも1種を導入する方法、任意の溶媒中で上述の球状
炭素と、ハロゲン化アルカリ等のハロゲンを含む塩、あ
るいは、固体状態の水素やハロゲン単体とを任意の割合
で超音波照射法等によって分散させる方法、任意の有機
高分子溶液やモノマー中で上述の球状炭素と、ハロゲン
化アルカリ等のハロゲンを含む塩、あるいは、固体状態
の水素やハロゲン単体とを任意の割合で超音波照射法等
によって分散させた後に、溶媒を乾燥除去や重合によっ
て固化させる方法、任意の溶媒中で上述の球状炭素に、
液体あるいは気体状態の水素やハロゲン単体を接触させ
てこれらのハロゲンを導入する方法、もしくは、任意の
有機高分子溶液やモノマー中で上述の球状炭素に、液体
あるいは気体状態の水素やハロゲン単体を接触させてこ
れらのハロゲンを導入させた後に、溶媒を乾燥除去や重
合によって固化させる方法などを挙げることができる。
以上の方法によって水素、あるいはハロゲンを導入した
球状炭素は、密栓して暗所に静置するだけでよい。もち
ろん、必要に応じて加熱あるいは光照射等を行ってもよ
い。
【0010】このような簡単な操作で、球状炭素自身の
有する触媒作用によって水素やハロゲンが導入され、得
られる球状炭素は常磁性体となる。本発明は、上記常磁
性を示す球状炭素を用いて強磁性を得るには、単に上記
球状炭素を集めて固体化すればよいのではなく、上記球
状炭素を、非導電性材料のマトリックス中に分散固定す
ることにより得られることを、新規に見いだしたことに
ある。そこで、本発明は、上記球状炭素を、有機高分子
や非電導性液体等に分散させることにより達成できる。
ここにおける分散とは、上記炭素粒子を一個一個の粒子
オーダーでの分散、および、上記粒子の凝集体(なお、
球状炭素粒子は、hcpあるいはfccの最密充填の分
子性結晶を形成して凝集することが報告されている)状
態を分散単位とする分散を意味する。ここにおいて、前
記凝集体は、前記ラジカルイオンペアを形成する場合
は、該球状炭素の充填された隙間にカウンターイオンの
存在することも可能であり、さらに、微少域での化学量
論性のない場合も含む。本発明を達成する方法として
は、上記のように、水素化あるいはハロゲン化可能な有
機高分子を用いて、有機高分子を反応剤とマトリックス
材として併用する方法がある。また、さらに必要に応じ
て、マトリックス材として、あるいは前記反応剤とし
て、第二、第三、さらにそれ以上の種類の高分子を併用
する方法もある。さらに、予めハロゲン化アルカリや、
水素、あるいはハロゲン元素を含有する無機化合物ある
いは有機化合物、あるいは、固体、液体、もしくは気体
状態の水素、あるいはハロゲンによって水素あるいはハ
ロゲンを導入した上記炭素粒子を、有機高分子、もしく
は非電導性液体あるいは固体等に分散させる方法があ
る。さらには、水素あるいはハロゲン導入前、あるい
は、または、水素あるいはハロゲン導入のある程度進ん
だ上記炭素粒子を、有機高分子、もしくは非電導性液体
あるいは固体等に分散させて固定し、しかる後に、上記
炭素粒子を水素あるいはハロゲンを導入する化学種を拡
散等により反応にいたらしめ、上記炭素粒子を水素ある
いはハロゲン導入させる方法がある。
有する触媒作用によって水素やハロゲンが導入され、得
られる球状炭素は常磁性体となる。本発明は、上記常磁
性を示す球状炭素を用いて強磁性を得るには、単に上記
球状炭素を集めて固体化すればよいのではなく、上記球
状炭素を、非導電性材料のマトリックス中に分散固定す
ることにより得られることを、新規に見いだしたことに
ある。そこで、本発明は、上記球状炭素を、有機高分子
や非電導性液体等に分散させることにより達成できる。
ここにおける分散とは、上記炭素粒子を一個一個の粒子
オーダーでの分散、および、上記粒子の凝集体(なお、
球状炭素粒子は、hcpあるいはfccの最密充填の分
子性結晶を形成して凝集することが報告されている)状
態を分散単位とする分散を意味する。ここにおいて、前
記凝集体は、前記ラジカルイオンペアを形成する場合
は、該球状炭素の充填された隙間にカウンターイオンの
存在することも可能であり、さらに、微少域での化学量
論性のない場合も含む。本発明を達成する方法として
は、上記のように、水素化あるいはハロゲン化可能な有
機高分子を用いて、有機高分子を反応剤とマトリックス
材として併用する方法がある。また、さらに必要に応じ
て、マトリックス材として、あるいは前記反応剤とし
て、第二、第三、さらにそれ以上の種類の高分子を併用
する方法もある。さらに、予めハロゲン化アルカリや、
水素、あるいはハロゲン元素を含有する無機化合物ある
いは有機化合物、あるいは、固体、液体、もしくは気体
状態の水素、あるいはハロゲンによって水素あるいはハ
ロゲンを導入した上記炭素粒子を、有機高分子、もしく
は非電導性液体あるいは固体等に分散させる方法があ
る。さらには、水素あるいはハロゲン導入前、あるい
は、または、水素あるいはハロゲン導入のある程度進ん
だ上記炭素粒子を、有機高分子、もしくは非電導性液体
あるいは固体等に分散させて固定し、しかる後に、上記
炭素粒子を水素あるいはハロゲンを導入する化学種を拡
散等により反応にいたらしめ、上記炭素粒子を水素ある
いはハロゲン導入させる方法がある。
【0011】上記の水素やハロゲンの導入に際して用い
られる有機高分子あるいはマトリックス有機高分子とし
て用いられるものは、特に限定されるものではないが、
ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系樹脂、ビ
ニル樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール
系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−
2,6−ナフタレート、ポリエチレンオキサイド等のポ
リエステル類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、
セルローストリアセテート、セルロースダイアセテート
等のセルロース誘導体、ポリアミド、ポリカーボネート
等のプラスチック等が挙げられる。ただし、粘稠溶液と
した有機高分子に上述の球状炭素を分散させ、その触媒
作用により水素、あるいはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素
のハロゲン元素の少なくとも1種を導入する方法を採る
場合には、これら有機高分子が、水素原子、フッ素原
子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子のうちの少なくと
もいずれかひとつを含むことが必要である。
られる有機高分子あるいはマトリックス有機高分子とし
て用いられるものは、特に限定されるものではないが、
ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系樹脂、ビ
ニル樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール
系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−
2,6−ナフタレート、ポリエチレンオキサイド等のポ
リエステル類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、
セルローストリアセテート、セルロースダイアセテート
等のセルロース誘導体、ポリアミド、ポリカーボネート
等のプラスチック等が挙げられる。ただし、粘稠溶液と
した有機高分子に上述の球状炭素を分散させ、その触媒
作用により水素、あるいはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素
のハロゲン元素の少なくとも1種を導入する方法を採る
場合には、これら有機高分子が、水素原子、フッ素原
子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子のうちの少なくと
もいずれかひとつを含むことが必要である。
【0012】また、非電導性液体あるいは固体として用
いられるものには、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、環
状炭化水素、芳香族化合物、およびこれらのエーテル、
エステル、あるいはヘテロ原子を含む有機化合物などが
ある。上記有機高分子、非電導性液体、あるいは固体と
上記炭素粒子との構成比は、上記有機高分子100重量
部に対し上記炭素粒子1000重量部から1重量部であ
る。さらに、好ましくは900重量部から2重量部であ
る。上記構成比において上記炭素粒子の構成比が、上記
構成比を越えて過剰な場合は、有効な強磁性の発現が困
難となる。また、上記構成比を下回る場合は、磁性が希
薄になりすぎることによる。
いられるものには、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、環
状炭化水素、芳香族化合物、およびこれらのエーテル、
エステル、あるいはヘテロ原子を含む有機化合物などが
ある。上記有機高分子、非電導性液体、あるいは固体と
上記炭素粒子との構成比は、上記有機高分子100重量
部に対し上記炭素粒子1000重量部から1重量部であ
る。さらに、好ましくは900重量部から2重量部であ
る。上記構成比において上記炭素粒子の構成比が、上記
構成比を越えて過剰な場合は、有効な強磁性の発現が困
難となる。また、上記構成比を下回る場合は、磁性が希
薄になりすぎることによる。
【0013】また、ハロゲン導入はハロゲン元素、ある
いは、ハロゲン化合物たとえばハロゲン化塩等により行
ってもよく、このような場合には、ハロゲン導入したフ
ラーレンを上記有機高分子、あるいは、非電導性液体あ
るいは固体中に分散させる方法、あるいは上記有機高分
子、あるいは非電導性液体あるいは固体に分散させた後
にハロゲン導入する方法を採る。たとえば、フッ素導入
する場合には、固体、液体、もしくは気体状態のフッ
素、フッ化水素などによりフッ素導入を行うか、あるい
は、LiF、LiPF6 、LiBF6 、NaF、KF、
RbF、CsF等の塩でフッ素導入を行なうことができ
る。また、その他のハロゲンについても同様に、固体、
液体、もしくは液体状態の単体や、あるいは塩によって
ハロゲン導入を行うことができる。
いは、ハロゲン化合物たとえばハロゲン化塩等により行
ってもよく、このような場合には、ハロゲン導入したフ
ラーレンを上記有機高分子、あるいは、非電導性液体あ
るいは固体中に分散させる方法、あるいは上記有機高分
子、あるいは非電導性液体あるいは固体に分散させた後
にハロゲン導入する方法を採る。たとえば、フッ素導入
する場合には、固体、液体、もしくは気体状態のフッ
素、フッ化水素などによりフッ素導入を行うか、あるい
は、LiF、LiPF6 、LiBF6 、NaF、KF、
RbF、CsF等の塩でフッ素導入を行なうことができ
る。また、その他のハロゲンについても同様に、固体、
液体、もしくは液体状態の単体や、あるいは塩によって
ハロゲン導入を行うことができる。
【0014】また、使用する溶媒も任意であるが、具体
的に例示するならば、水、ジメチルフォルムアミド、ジ
メチルスルフォキシド等の極性溶媒、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸
エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコール
モノアセテート等のエステル類、グリコールジメチルエ
ーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン、
テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素、メチレンクロライ
ド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、
ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ
る。
的に例示するならば、水、ジメチルフォルムアミド、ジ
メチルスルフォキシド等の極性溶媒、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸
エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコール
モノアセテート等のエステル類、グリコールジメチルエ
ーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン、
テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素、メチレンクロライ
ド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、
ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ
る。
【0015】以上によりCn Xm (ただしnは60、7
0、76、84等より選ばれた整数であり、mは0を含
まずnまでの正数である。またXは水素、フッ素、塩
素、臭素、ヨウ素の少なくとも1種類を表す。)で表さ
れる球状構造を有する磁性体が得られるが、この化学種
は基底スピン多重度が2重項状態であると考えられる。
したがって、かかる磁性体の生成は、電子スピン共鳴法
によって簡単に確認することができる。
0、76、84等より選ばれた整数であり、mは0を含
まずnまでの正数である。またXは水素、フッ素、塩
素、臭素、ヨウ素の少なくとも1種類を表す。)で表さ
れる球状構造を有する磁性体が得られるが、この化学種
は基底スピン多重度が2重項状態であると考えられる。
したがって、かかる磁性体の生成は、電子スピン共鳴法
によって簡単に確認することができる。
【0016】すなわち、基底スピン多重度が2重項状態
であれば、化学種のエネルギーレベルは外部磁場の強さ
に比例してゼーマン分裂する。前記磁性体が生成してい
れば、一定周波数のマイクロ波を掃引する事で、このゼ
ーマンレベル間の遷移の電子スピン共鳴スペクトルが得
られるはずである。また、前記操作によって球状炭素に
水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が導入されたこと
は、核磁気共鳴スペクトルや元素分析等の手法により、
容易に確認することができる。
であれば、化学種のエネルギーレベルは外部磁場の強さ
に比例してゼーマン分裂する。前記磁性体が生成してい
れば、一定周波数のマイクロ波を掃引する事で、このゼ
ーマンレベル間の遷移の電子スピン共鳴スペクトルが得
られるはずである。また、前記操作によって球状炭素に
水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が導入されたこと
は、核磁気共鳴スペクトルや元素分析等の手法により、
容易に確認することができる。
【0017】本発明の磁性体は、炭素質材料と有機高分
子により構成されるため、酸化物や金属等に比べて非常
に軽く、また加工も容易である。
子により構成されるため、酸化物や金属等に比べて非常
に軽く、また加工も容易である。
【0018】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて
詳細に説明するが、言うまでもなく本発明がこの実施例
に限定されるものではない。
詳細に説明するが、言うまでもなく本発明がこの実施例
に限定されるものではない。
【0019】実施例1 典型的なポリマーのひとつであるポリスチレン(〔−C
H(C6 H5 )−CH 2 −〕n )40mgを極性溶媒で
あるテトラヒドロフラン(THF)2ml中に溶解させ
粘稠溶液を得た。
H(C6 H5 )−CH 2 −〕n )40mgを極性溶媒で
あるテトラヒドロフラン(THF)2ml中に溶解させ
粘稠溶液を得た。
【0020】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、十分によく分散させた。さらに、乾燥空気下で、上
記球状炭素(C60)と同モル量のフッ素導入剤としての
LiPF6 を上記分散系に添加し密栓して、超音波を照
射して十分に均一に混合した。このように調製した分散
溶液系を、室温下、暗所に静置した。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、十分によく分散させた。さらに、乾燥空気下で、上
記球状炭素(C60)と同モル量のフッ素導入剤としての
LiPF6 を上記分散系に添加し密栓して、超音波を照
射して十分に均一に混合した。このように調製した分散
溶液系を、室温下、暗所に静置した。
【0021】このようにして得られた溶液を、外径寸法
2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペクトル
を測定した。電子スピン共鳴スペクトルは、常温及び液
体窒素温度で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図2に、室温で暗所に1時間保存
したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトル
を示す。
2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペクトル
を測定した。電子スピン共鳴スペクトルは、常温及び液
体窒素温度で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図2に、室温で暗所に1時間保存
したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトル
を示す。
【0022】ポリスチレンをTHFに溶解した溶液は極
めて粘稠であるが、C60を分散させ、さらに、フッ素導
入剤のLiPF6 を添加してから数十分後にはこの粘稠
性は低下し、ポリマーの分解が進行したものと推測され
た。ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジ
カルが生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常
圧でしかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得な
い。このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主
鎖の切断したσラジカルに期待されるHまたはF核によ
る数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターン
が観測されないことからも明らかである。
めて粘稠であるが、C60を分散させ、さらに、フッ素導
入剤のLiPF6 を添加してから数十分後にはこの粘稠
性は低下し、ポリマーの分解が進行したものと推測され
た。ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジ
カルが生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常
圧でしかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得な
い。このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主
鎖の切断したσラジカルに期待されるHまたはF核によ
る数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターン
が観測されないことからも明らかである。
【0023】また、上記分散溶液系を乾燥して得た強磁
性体のヒステリシス曲線(M−Hループ)を振動型試料
磁力計(VSM)を用いて、室温で測定したところ、図
3に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確認
された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.011e
mu/gであった。以上、明らかにC60にフッ素導入が
起こり、C60誘導体の磁性体が存在することが確認され
た。ちなみに、本試料を原子吸光分析で分析したとこ
ろ、鉄をはじめとする遷移金属は、検出限界の0.00
1重量パーセント以下であった。
性体のヒステリシス曲線(M−Hループ)を振動型試料
磁力計(VSM)を用いて、室温で測定したところ、図
3に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確認
された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.011e
mu/gであった。以上、明らかにC60にフッ素導入が
起こり、C60誘導体の磁性体が存在することが確認され
た。ちなみに、本試料を原子吸光分析で分析したとこ
ろ、鉄をはじめとする遷移金属は、検出限界の0.00
1重量パーセント以下であった。
【0024】実施例2 典型的なハロゲン化ビニルポリマーのひとつであるポリ
塩化ビニル(〔−CHCl−CH2 −〕n )40mgを
極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DMF)2ml
中に溶解させ粘稠溶液を得た。
塩化ビニル(〔−CHCl−CH2 −〕n )40mgを
極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DMF)2ml
中に溶解させ粘稠溶液を得た。
【0025】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0026】図4に、室温で暗所に1週間保存したとき
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるHまたはCl核による
数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターンが
観測されないことからも明らかである。さらに、液体窒
素温度まで冷却しても3重項化学種は観測されず、さら
にスピン多重度の高い化学種の存在も確認されなかっ
た。
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるHまたはCl核による
数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターンが
観測されないことからも明らかである。さらに、液体窒
素温度まで冷却しても3重項化学種は観測されず、さら
にスピン多重度の高い化学種の存在も確認されなかっ
た。
【0027】また、上記分散溶液系のDMFを乾燥固化
させた、塩素が導入されたC60と残留ポリ塩化ビニル混
合系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室温で測定
したところ、図5に示すような結果が得られ、強磁性を
示すことが確認された。この試料の飽和磁化σs の値
は、0.015emu/gであった。以上、明らかにC
60に塩素導入が起こり、C60誘導体の磁性体が存在する
ことが確認された。ちなみに、本試料を原子吸光分析で
分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検出限
界の0.001重量パーセント以下であった。
させた、塩素が導入されたC60と残留ポリ塩化ビニル混
合系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室温で測定
したところ、図5に示すような結果が得られ、強磁性を
示すことが確認された。この試料の飽和磁化σs の値
は、0.015emu/gであった。以上、明らかにC
60に塩素導入が起こり、C60誘導体の磁性体が存在する
ことが確認された。ちなみに、本試料を原子吸光分析で
分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検出限
界の0.001重量パーセント以下であった。
【0028】実施例3 典型的なビニルポリマーのひとつであるポリ酢酸ビニル
(〔−CH(OCOCH3 )−CH2 −〕n )40mg
を極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DMF)2m
l中に溶解させ粘稠溶液を得た。
(〔−CH(OCOCH3 )−CH2 −〕n )40mg
を極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DMF)2m
l中に溶解させ粘稠溶液を得た。
【0029】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0030】図6に、室温で暗所に1週間保存したとき
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるH核による数mTの分
裂を示すと期待される超微細結合パターンが観測されな
いことからも明らかである。さらに、液体窒素温度まで
冷却しても3重項化学種は観測されず、さらにスピン多
重度の高い化学種の存在も確認されなかった。
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるH核による数mTの分
裂を示すと期待される超微細結合パターンが観測されな
いことからも明らかである。さらに、液体窒素温度まで
冷却しても3重項化学種は観測されず、さらにスピン多
重度の高い化学種の存在も確認されなかった。
【0031】また、上記分散溶液系のDMFを乾燥固化
させた、付加反応を受けたC60と残留ポリ酢酸ビニル混
合系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室温で測定
したところ、図7に示すような結果が得られ、強磁性を
示すことが確認された。この試料の飽和磁化σs の値
は、0.048emu/gであった。ちなみに、本試料
を原子吸光分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷
移金属は、検出限界の0.001重量パーセント以下で
あった。
させた、付加反応を受けたC60と残留ポリ酢酸ビニル混
合系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室温で測定
したところ、図7に示すような結果が得られ、強磁性を
示すことが確認された。この試料の飽和磁化σs の値
は、0.048emu/gであった。ちなみに、本試料
を原子吸光分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷
移金属は、検出限界の0.001重量パーセント以下で
あった。
【0032】実施例4 典型的なハロゲン化ビニルポリマーのひとつである塩化
ビニル・酢酸ビニル共重合体(〔−CHCl−CH
2 −〕n −〔−CH(OCOCH3 −CH2 −〕m )4
0mgを極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DM
F)2ml中に溶解させ粘稠溶液を得た。
ビニル・酢酸ビニル共重合体(〔−CHCl−CH
2 −〕n −〔−CH(OCOCH3 −CH2 −〕m )4
0mgを極性溶媒であるジメチルホルムアミド(DM
F)2ml中に溶解させ粘稠溶液を得た。
【0033】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0034】図8に、室温で暗所に2週間保存したとき
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるHまたはCl核による
数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターンが
観測されないことからも明らかである。さらに、液体窒
素温度まで冷却しても3重項化学種は観測されず、さら
にスピン多重度の高い化学種の存在も確認されなかっ
た。
の溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示す。
ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジカル
が生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常圧で
しかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得ない。
このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主鎖の
切断したσラジカルに期待されるHまたはCl核による
数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パターンが
観測されないことからも明らかである。さらに、液体窒
素温度まで冷却しても3重項化学種は観測されず、さら
にスピン多重度の高い化学種の存在も確認されなかっ
た。
【0035】また、上記分散溶液系のDMFを乾燥固化
させた、該官能基が導入されたC60と残留塩化ビニル・
酢酸ビニル共重合体の混合系のヒステリシス曲線(M−
Hループ)を室温で測定したところ、図9に示すような
結果が得られ、強磁性を示すことが確認された。この試
料の飽和磁化σs の値は、0.052emu/gであっ
た。
させた、該官能基が導入されたC60と残留塩化ビニル・
酢酸ビニル共重合体の混合系のヒステリシス曲線(M−
Hループ)を室温で測定したところ、図9に示すような
結果が得られ、強磁性を示すことが確認された。この試
料の飽和磁化σs の値は、0.052emu/gであっ
た。
【0036】以上、明らかにC60に付加反応が起こり、
C60誘導体の磁性体が存在することが確認された。ちな
みに、本試料を原子吸光分析で分析したところ、鉄をは
じめとする遷移金属は、検出限界の0.001重量パー
セント以下であった。
C60誘導体の磁性体が存在することが確認された。ちな
みに、本試料を原子吸光分析で分析したところ、鉄をは
じめとする遷移金属は、検出限界の0.001重量パー
セント以下であった。
【0037】実施例5 典型的なフッ化ポリマーのひとつであるポリフッ化ビニ
リデン(−CH2 −CF2 −)n 40mgを極性溶媒で
あるジメチルホルムアミド(DMF)2ml中に溶解さ
せ粘稠溶液を得た。
リデン(−CH2 −CF2 −)n 40mgを極性溶媒で
あるジメチルホルムアミド(DMF)2ml中に溶解さ
せ粘稠溶液を得た。
【0038】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。電子スピ
ン共鳴スペクトルは、常温及び液体窒素温度で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0039】図10に、10mgのC60を分散させ、室
温で暗所に2週間保存したときの溶液から得られた電子
スピン共鳴スペクトルを示す。ここで、ポリマーをDM
Fに溶解した粘稠な溶液にC60を添加すると数時間後に
は完全にゲル化し、DMFの上澄液が出現した。ゲル成
分を取りだし、外経5mmの石英管に移して得られたの
が図10のスペクトルである。
温で暗所に2週間保存したときの溶液から得られた電子
スピン共鳴スペクトルを示す。ここで、ポリマーをDM
Fに溶解した粘稠な溶液にC60を添加すると数時間後に
は完全にゲル化し、DMFの上澄液が出現した。ゲル成
分を取りだし、外経5mmの石英管に移して得られたの
が図10のスペクトルである。
【0040】また、上記分散溶液系のDMFを乾燥固化
させた、試料のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室
温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、図
11に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確
認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.003
4emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光分
析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検
出限界の0.001重量パーセント以下であった。
させた、試料のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室
温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、図
11に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確
認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.003
4emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光分
析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検
出限界の0.001重量パーセント以下であった。
【0041】実施例6 ハロゲン化ビニルポリマーのひとつであるフッ化ビニリ
デン・一塩化三フッ化エチレン共重合体(〔−CF2 −
CH2 −〕n −〔−CFCl−CF2 −〕m )40mg
を極性溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)2ml
中に溶解させ粘稠溶液を得た。
デン・一塩化三フッ化エチレン共重合体(〔−CF2 −
CH2 −〕n −〔−CFCl−CF2 −〕m )40mg
を極性溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)2ml
中に溶解させ粘稠溶液を得た。
【0042】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルを測定し
た。電子スピン共鳴スペクトルは、常温で測定し、g値
はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、密栓して室温下、暗所に静置した。このようにして
得られた分散溶液系を、外径寸法2mmの石英試料管に
移し、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルを測定し
た。電子スピン共鳴スペクトルは、常温で測定し、g値
はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0043】図12に、室温で暗所に1週間保存したと
きの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示
す。ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジ
カルが生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常
圧でしかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得な
い。このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主
鎖の切断したσラジカルに期待されるHまたはF、Cl
核による数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パ
ターンが観測されないことからも明らかである。
きの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示
す。ここで、ポリマーの主鎖が切断されるとσ型のラジ
カルが生成するが、一般にこのようなラジカルは常温常
圧でしかも酸素が存在する条件下では安定に存在し得な
い。このことは得られた電子スピン共鳴スペクトルに主
鎖の切断したσラジカルに期待されるHまたはF、Cl
核による数mTの分裂を示すと期待される超微細結合パ
ターンが観測されないことからも明らかである。
【0044】また、上記分散溶液系のTHFを乾燥固化
させた、試料のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室
温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、図
13に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確
認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.002
8emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光分
析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検
出限界の0.001重量パーセント以下であった。
させた、試料のヒステリシス曲線(M−Hループ)を室
温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、図
13に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確
認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.002
8emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光分
析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、検
出限界の0.001重量パーセント以下であった。
【0045】実施例7 実施例6と同様にハロゲン化ポリマーとしてポリ(2−
臭化スチレン)を用いて検討した。図14に分散溶液系
のESRスペクトルを示す。また、図15にTHFを乾
燥固化させた試料のヒステリシス曲線を示す。この試料
の飽和磁化の値は、0.0054emu/gであった。
臭化スチレン)を用いて検討した。図14に分散溶液系
のESRスペクトルを示す。また、図15にTHFを乾
燥固化させた試料のヒステリシス曲線を示す。この試料
の飽和磁化の値は、0.0054emu/gであった。
【0046】実施例8 実施例6と同様にハロゲン化ポリマーとして塩化ビニル
・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を用いて検討
した。図16に分散溶液系のESRスペクトルを示す。
また、図17にTHFを乾燥固化させた試料のヒステリ
シス曲線を示す。この試料の飽和磁化の値は、0.00
19emu/gであった。
・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を用いて検討
した。図16に分散溶液系のESRスペクトルを示す。
また、図17にTHFを乾燥固化させた試料のヒステリ
シス曲線を示す。この試料の飽和磁化の値は、0.00
19emu/gであった。
【0047】実施例9 実施例6と同様にハロゲン化ポリマーとしてアイソタク
ティック塩化ポリプロピレンを用いて検討した。図18
に分散溶液系のESRスペクトルを示す。また、図19
にTHFを乾燥固化させた試料のヒステリシス曲線を示
す。この試料の飽和磁化の値は、0.0007emu/
gであった。
ティック塩化ポリプロピレンを用いて検討した。図18
に分散溶液系のESRスペクトルを示す。また、図19
にTHFを乾燥固化させた試料のヒステリシス曲線を示
す。この試料の飽和磁化の値は、0.0007emu/
gであった。
【0048】実施例10 極性溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)2ml中
に10mgの球状炭素(C60)を加え、さらに、該球状
炭素の倍モルのLiFを加え、超音波を照射することに
よって混合し、密栓して室温下、暗所に静置した。
に10mgの球状炭素(C60)を加え、さらに、該球状
炭素の倍モルのLiFを加え、超音波を照射することに
よって混合し、密栓して室温下、暗所に静置した。
【0049】このようにして得られた分散溶液系を、外
径寸法2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペ
クトルを測定した。電子スピン共鳴(ESR)スペクト
ルは、常温で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図20に、室温で暗所に1週間保
存したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクト
ルを示す。
径寸法2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペ
クトルを測定した。電子スピン共鳴(ESR)スペクト
ルは、常温で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図20に、室温で暗所に1週間保
存したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクト
ルを示す。
【0050】次いで、この分散液に典型的なビニルポリ
マーのひとつであるポリスチレン(〔−CH(C
6 H5 )−CH2 −〕n )40mgを加え、超音波分散
させた後に、該分散溶液系のTHFを乾燥し、固化させ
た。この試料系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を
室温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、
図21に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが
確認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.00
52emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光
分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、
検出限界の0.001重量パーセント以下であった。
マーのひとつであるポリスチレン(〔−CH(C
6 H5 )−CH2 −〕n )40mgを加え、超音波分散
させた後に、該分散溶液系のTHFを乾燥し、固化させ
た。この試料系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を
室温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、
図21に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが
確認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.00
52emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光
分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、
検出限界の0.001重量パーセント以下であった。
【0051】実施例11 実施例10と同様にLiFをKIに変えて検討した。図
22にESRスペクトル、図23にVSMの測定結果を
示す。この試料が、強磁性を示すことが確認され、この
試料の飽和磁化σs の値は、0.0068emu/gで
あった。
22にESRスペクトル、図23にVSMの測定結果を
示す。この試料が、強磁性を示すことが確認され、この
試料の飽和磁化σs の値は、0.0068emu/gで
あった。
【0052】実施例12 実施例10と同様にLiFをNaFに変えて検討した。
図24にESRスペクトル、図25にVSMの測定結果
を示す。この試料が、強磁性を示すことが確認され、こ
の試料の飽和磁化σs の値は、0.0073emu/g
であった。
図24にESRスペクトル、図25にVSMの測定結果
を示す。この試料が、強磁性を示すことが確認され、こ
の試料の飽和磁化σs の値は、0.0073emu/g
であった。
【0053】実施例13 実施例10と同様にLiFをNaClに変えて検討し
た。図26にESRスペクトル、図27にVSMの測定
結果を示す。この試料が、強磁性を示すことが確認さ
れ、この試料の飽和磁化σs の値は、0.0092em
u/gであった。
た。図26にESRスペクトル、図27にVSMの測定
結果を示す。この試料が、強磁性を示すことが確認さ
れ、この試料の飽和磁化σs の値は、0.0092em
u/gであった。
【0054】実施例14 極性溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)2ml中
に10mgの球状炭素(C60)を加え、さらに、該球状
炭素の倍モルの固体ヨウ素を加え、超音波を照射するこ
とによって混合し、密栓して室温下、暗所に静置した。
に10mgの球状炭素(C60)を加え、さらに、該球状
炭素の倍モルの固体ヨウ素を加え、超音波を照射するこ
とによって混合し、密栓して室温下、暗所に静置した。
【0055】このようにして得られた分散溶液系を、外
径寸法2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペ
クトルを測定した。電子スピン共鳴(ESR)スペクト
ルは、常温で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図28に、室温で暗所に1週間保
存したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクト
ルを示す。
径寸法2mmの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペ
クトルを測定した。電子スピン共鳴(ESR)スペクト
ルは、常温で測定し、g値はマンガンマーカーの吸収線
との比較から求めた。図28に、室温で暗所に1週間保
存したときの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクト
ルを示す。
【0056】次いで、この分散液に典型的なビニルポリ
マーのひとつであるポリスチレン(〔−CH(C
6 H5 )−CH2 −〕n )40mgを加え、超音波分散
させた後に、該分散溶液系のTHFを乾燥し、固化させ
た。この試料系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を
室温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、
図29に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが
確認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.00
24emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光
分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、
検出限界の0.001重量パーセント以下であった。
マーのひとつであるポリスチレン(〔−CH(C
6 H5 )−CH2 −〕n )40mgを加え、超音波分散
させた後に、該分散溶液系のTHFを乾燥し、固化させ
た。この試料系のヒステリシス曲線(M−Hループ)を
室温で振動試料型磁力計(VSM)で測定したところ、
図29に示すような結果が得られ、強磁性を示すことが
確認された。この試料の飽和磁化σs の値は、0.00
24emu/gであった。ちなみに、本試料を原子吸光
分析で分析したところ、鉄をはじめとする遷移金属は、
検出限界の0.001重量パーセント以下であった。
【0057】実施例15 典型的なポリマーのひとつであるポリスチレン(〔−C
H(C6 H5 )−CH 2 −〕n )40mgを極性溶媒で
あるテトラヒドロフラン(THF)2ml中に溶解させ
粘稠溶液を得た。
H(C6 H5 )−CH 2 −〕n )40mgを極性溶媒で
あるテトラヒドロフラン(THF)2ml中に溶解させ
粘稠溶液を得た。
【0058】次いで、この溶液に10mgの球状炭素
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、十分によく分散させた。さらに、上記分散系に気体
状態の臭素を導入し、室温下、1時間暗所に密封して静
置した。このようにして得られた溶液を、外径寸法2m
mの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペクトルを測
定した。電子スピン共鳴スペクトルは、常温で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
(C60)を加え、超音波を照射することによって混合
し、十分によく分散させた。さらに、上記分散系に気体
状態の臭素を導入し、室温下、1時間暗所に密封して静
置した。このようにして得られた溶液を、外径寸法2m
mの石英試料管に移し、電子スピン共鳴スペクトルを測
定した。電子スピン共鳴スペクトルは、常温で測定し、
g値はマンガンマーカーの吸収線との比較から求めた。
【0059】図30に、室温で暗所に1時間保存したと
きの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示
す。また、上記分散溶液系を乾燥して得た強磁性体のヒ
ステリシス曲線(M−Hループ)を振動型試料磁力計
(VSM)を用いて、室温で測定したところ、図31に
示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確認され
た。この試料の飽和磁化σs の値は、0.0030em
u/gであった。
きの溶液から得られた電子スピン共鳴スペクトルを示
す。また、上記分散溶液系を乾燥して得た強磁性体のヒ
ステリシス曲線(M−Hループ)を振動型試料磁力計
(VSM)を用いて、室温で測定したところ、図31に
示すような結果が得られ、強磁性を示すことが確認され
た。この試料の飽和磁化σs の値は、0.0030em
u/gであった。
【0060】比較例1 実施例1と全く同様に、ポリスチレンのみ除いた系につ
いて、同様な測定を行なった。フッ素化した炭素粒子の
THF分散系は、実施例とほぼ同様な電子スピン共鳴ス
ペクトルを示した。しかし、このポリスチレンのないT
HF分散系を乾燥して得た固形分を、VSMで測定した
が、室温での測定では、磁化が観測できず、強磁性を見
いだすことはできなかった。
いて、同様な測定を行なった。フッ素化した炭素粒子の
THF分散系は、実施例とほぼ同様な電子スピン共鳴ス
ペクトルを示した。しかし、このポリスチレンのないT
HF分散系を乾燥して得た固形分を、VSMで測定した
が、室温での測定では、磁化が観測できず、強磁性を見
いだすことはできなかった。
【0061】比較例2 実施例2と全く同じ操作をd002の面間隔3.7オン
グストロームのアモルファスカーボンに対して行った。
グストロームのアモルファスカーボンに対して行った。
【0062】アモルファスカーボンは、それ自体極めて
微弱な電子スピン共鳴スペクトルを示すが、この強度は
同じ重量のC60Fが示す強度の1/100以下の強度で
あり、これはアモルファスカーボンの構造不整、いわゆ
るダングリングサイトのラジカル構造によるものと考え
られる。しかしながら、同じようにポリスチレンに添加
分散させても全く常磁性吸収は増加しないばかりか、逆
に極めて微弱なアモルファスカーボンその物の吸収も減
少する傾向がみられた。
微弱な電子スピン共鳴スペクトルを示すが、この強度は
同じ重量のC60Fが示す強度の1/100以下の強度で
あり、これはアモルファスカーボンの構造不整、いわゆ
るダングリングサイトのラジカル構造によるものと考え
られる。しかしながら、同じようにポリスチレンに添加
分散させても全く常磁性吸収は増加しないばかりか、逆
に極めて微弱なアモルファスカーボンその物の吸収も減
少する傾向がみられた。
【0063】比較例3 実施例2と全く同じ操作を活性炭を用いて行い、加熱及
び紫外線照射を行った場合でも全く常磁性吸収は観測さ
れなかった。
び紫外線照射を行った場合でも全く常磁性吸収は観測さ
れなかった。
【0064】
【発明の効果】以上の説明からも明かなように、本発明
の磁性体は、炭素質材料および高分子材料からなるまっ
たく新規な磁性体であり、これまでの酸化物系磁性体や
金属系磁性体等に比べて非常に軽く、加工性も優れたも
のである。しかも、本発明の磁性体は、これまで報告さ
れた有機系磁性体とは異なり、室温でも安定な強磁性を
示す。
の磁性体は、炭素質材料および高分子材料からなるまっ
たく新規な磁性体であり、これまでの酸化物系磁性体や
金属系磁性体等に比べて非常に軽く、加工性も優れたも
のである。しかも、本発明の磁性体は、これまで報告さ
れた有機系磁性体とは異なり、室温でも安定な強磁性を
示す。
【0065】したがって、磁気記録媒体における磁性粉
末としての利用等、あらゆる方面での応用が期待でき、
産業上の有用性は極めて大きいといえる。また、本発明
によれば、球状炭素を有機高分子に分散するという簡便
な手法で前記新規な磁性体を高収率で得ることができ、
新規磁性体を安定供給するという点で、実用上の効果は
大である。
末としての利用等、あらゆる方面での応用が期待でき、
産業上の有用性は極めて大きいといえる。また、本発明
によれば、球状炭素を有機高分子に分散するという簡便
な手法で前記新規な磁性体を高収率で得ることができ、
新規磁性体を安定供給するという点で、実用上の効果は
大である。
【図1】球状炭素C60の分子構造を示す模式図である。
【図2】実施例1の分散溶液系の電子スピン共鳴スペク
トルである。
トルである。
【図3】実施例1の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線で
ある。
ある。
【図4】実施例2の分散溶液系の電子スピン共鳴スペク
トルである。
トルである。
【図5】実施例2の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線で
ある。
ある。
【図6】実施例3の分散溶液系の電子スピン共鳴スペク
トルである。
トルである。
【図7】実施例3の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線で
ある。
ある。
【図8】実施例4の分散溶液系の電子スピン共鳴スペク
トルである。
トルである。
【図9】実施例4の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線で
ある。
ある。
【図10】実施例5の分散溶液系の電子スピン共鳴スペ
クトルである。
クトルである。
【図11】実施例5の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線
である。
である。
【図12】実施例6の分散溶液系の電子スピン共鳴スペ
クトルである。
クトルである。
【図13】実施例6の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線
である。
である。
【図14】実施例7の分散溶液系の電子スピン共鳴スペ
クトルである。
クトルである。
【図15】実施例7の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線
である。
である。
【図16】実施例8の分散溶液系の電子スピン共鳴スペ
クトルである。
クトルである。
【図17】実施例8の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線
である。
である。
【図18】実施例9の分散溶液系の電子スピン共鳴スペ
クトルである。
クトルである。
【図19】実施例9の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲線
である。
である。
【図20】実施例10の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図21】実施例10の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
【図22】実施例11の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図23】実施例11の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
【図24】実施例12の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図25】実施例12の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
【図26】実施例13の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図27】実施例13の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
【図28】実施例14の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図29】実施例14の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
【図30】実施例15の分散溶液系の電子スピン共鳴ス
ペクトルである。
ペクトルである。
【図31】実施例15の乾燥試料の磁気ヒステリシス曲
線である。
線である。
C 炭素原子
Claims (2)
- 【請求項1】 Cn Xm (ただしnは60、70、7
6、84等より選ばれた整数であり、mは0を含まずn
までの正数である。また、Xは水素、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素の少なくとも1種類を表す。)で示される球
状炭素を主体とする磁性体。 - 【請求項2】 上記請求項1の球状炭素を、有機高分子
あるいは非電導性液体あるいは固体に分散せしめてなる
ことを特徴とする磁性体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/556,641 US5589038A (en) | 1991-09-05 | 1995-11-13 | Magnetic substance |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25475991 | 1991-09-05 | ||
| JP28635391 | 1991-10-31 | ||
| JP3-254759 | 1991-10-31 | ||
| JP3-286353 | 1991-10-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182818A true JPH05182818A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=26541830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3320722A Pending JPH05182818A (ja) | 1991-09-05 | 1991-12-04 | 磁性体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5589038A (ja) |
| JP (1) | JPH05182818A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9085463B2 (en) | 2011-01-17 | 2015-07-21 | Marelle, Llc | Water-soluble functionalized fullerenes |
| JP2017120868A (ja) * | 2015-04-20 | 2017-07-06 | 株式会社セルモエンターティメントジャパン | 磁性材料、該磁性材料を用いためがね、レンズおよびめがね用アクセサリー |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19549656B4 (de) * | 1995-05-19 | 2005-08-25 | Marijan Bradic | Oberflächenbeschichtung für Werkzeuge, Werkstoffe oder Polymere, deren Herstellung und Verwendung |
| US7087219B2 (en) * | 2003-05-28 | 2006-08-08 | Stanislaw R. Burzynski | Toothpaste containing anticancer agents |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570117A (ja) * | 1991-03-18 | 1993-03-23 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 炭素性化合物における導電率およびその様な化合物を使用する装置 |
| US5178980A (en) * | 1991-09-03 | 1993-01-12 | Xerox Corporation | Photoconductive imaging members with a fullerene compound |
| US5177248A (en) * | 1991-10-28 | 1993-01-05 | Exxon Research And Engineering Company | Process of forming polysubstituted fullerenes |
| US5281653A (en) * | 1991-11-25 | 1994-01-25 | Exxon Research And Engineering Company | Fullerene-polymer compositions |
| US5215841A (en) * | 1991-12-30 | 1993-06-01 | Xerox Corporation | Electrophotographic imaging member with overcoatings containing fullerenes |
| US5292813A (en) * | 1992-10-02 | 1994-03-08 | Exxon Research & Engineering Co. | Fullerene-grafted polymers and processes of making |
| US5302681A (en) * | 1992-12-10 | 1994-04-12 | Nalco Chemical Company | Polymerization inhibition by fullerenes |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP3320722A patent/JPH05182818A/ja active Pending
-
1995
- 1995-11-13 US US08/556,641 patent/US5589038A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9085463B2 (en) | 2011-01-17 | 2015-07-21 | Marelle, Llc | Water-soluble functionalized fullerenes |
| JP2017120868A (ja) * | 2015-04-20 | 2017-07-06 | 株式会社セルモエンターティメントジャパン | 磁性材料、該磁性材料を用いためがね、レンズおよびめがね用アクセサリー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5589038A (en) | 1996-12-31 |
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