「鉛筆の芯」が化学の力で見たこともないような製品に化けるかも！？

「鉛筆の芯」から飛行機の部品が作れる？

将来、自動車や飛行機の部品、コンピュータの電子回路などが、「鉛筆の芯」から作られるようになるかもしれません。鉛筆の芯の原料は黒鉛ですが、黒鉛は層状であり、構成する1枚あたりの層は「グラフェン」と呼ばれています。グラフェンは、あらゆる物質の中で最も速く電子や熱を通し、平面状での炭素原子の結合はダイヤモンドよりも強固です。さらに、安定した物質の元素としては、トップクラスの軽さです。
したがって、半導体部品をグラフェンで作れば、コンピュータやスマホが大幅に高性能化できるほか、熱伝導用のさまざまな金属製品も、軽くコンパクトにすることが可能です。飛行機や自動車の骨格にグラフェンを使えば、現在のアルミやマグネシウムの合金よりさらに軽く、強度も高いボディを作ることができます。

難しい抽出と加工

グラフェンは、炭素原子が蜂の巣のような六角形格子構造で結合した、シート状の物質です。上述した素晴らしい特性を持っていることはわかっていますが、原子レベルの厚みのシートを取り出し、目的に合わせて加工する技術が確立されていません。
そこで現在、黒鉛を酸化して酸素を取り込ませた酸化グラフェンを取り出し、加工した後、還元してグラフェンに戻す方法が研究されています。グラフェンを「1枚のシート」として取り出せることがわかったのは、2000年代に入ってからなので、研究の発展が期待されています。

グラフェンを利用した新素材の可能性

グラフェンは液体と馴染まない性質がありますが、インク状に加工すれば、電子回路を「印刷」することができ、電子機器の製造コストが大幅に削減できます。曲げることもできるので、人体に取り付ける医療用やスポーツ科学用のセンサー類にも応用できます。
冷蔵庫や靴箱の脱臭剤として用いられている「活性炭」も、炭素の加工品の1つですから、グラフェンを応用して超強力脱臭炭を作ることも期待できます。このように化学分野の研究は、まだ誰も見たことのないモノを創造する力を持っているのです。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

佐賀大学理工学部理工学科化学部門准教授坂口幸一先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

機能性材料化学、炭素化学

メッセージ

あなたは、高校の「化学」の授業は好きですか。中学･高校時代の化学は、元素記号を覚えるなど暗記中心の勉強ですが、大学で研究する化学は全く別ものです。世界中の、まだ誰も見たことのない物質を創造するという心躍らせる研究が待っています。
高校時代は、そのための基礎をしっかり学びながら、その一方で「こんなモノがあったらいいな、こんなコトができたらすごいだろうな、こんなモノを自分の力で作ってみたいな」という、想像力と創造意欲を絶やさないようにしてください。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

佐賀大学に関心を持ったあなたは

佐賀大学は、教育・芸術地域デザイン・経済・医・理工・農の6学部からなる総合大学です。キャンパスは本庄地区と鍋島地区に分かれ、どちらも緑溢れるのどかな環境にありながら、九州の中心地である福岡へJRで約30分で行けるアクセスの良さです。本学は学生生活から就職活動、さらには就職後まで「面倒見の良い」教育を進め、卒業生が愛校心を持ち続ける教育を実践し、学生に選ばれる大学をめざしています。研究面においては、産官学共同研究を中心に、中央の大きな大学にも負けない特色ある研究テーマへの取組みを推進しています。