「カーボンナノチューブ」が、あらゆる分野に活用される日

ナノ物質研究の歴史

1990年代から、分子や原子という極小の世界を扱うナノテクノロジーの研究が盛んに進められるようになりました。しかし、ナノ物質の研究自体は、1970年代から行われていたのです。当初は、グラファイトと呼ばれる、炭素が層状となった化合物が研究対象となっていましたが、1985年に、フラーレンというサッカーボール状の構造をしたナノ物質が発見され、さらに1991年にナノチューブという筒状のナノ物質が発見されると、ナノ物質の研究が飛躍的に盛んになりました。

構造によって性質が変わる

ナノチューブとは、網の目のように結合した原子が筒状の構造になったナノ物質です。筒の直径は約1ナノメートル（10億分の1メートル）であり、筒の巻き方など、その構造によって性質は大きく変わります。
炭素原子でできた「カーボンナノチューブ」を使うと、非常に軽くて丈夫な物質ができるため、ゴルフクラブやテニスラケットなどの素材として実用化されています。将来的には、地上と宇宙空間をつなぐ「宇宙エレベータ」の材料として使えるのではないかと期待されています。カーボンナノチューブは構造によって性質が変わり、電気を流しにくい半導体のものや、電気をよく流す金属のものがあります。半導体の性質を持つものは次世代コンピュータの素材として使用できます。また、チューブ構造は表面積を大きくとることができるので、電気伝導性があるものは大容量のバッテリーに活用することができると考えられています。

ナノチューブ研究の課題

まさに夢の物質とも言えるカーボンナノチューブですが、実は、大量生産が極めて難しいことが、実用化への障害となっています。カーボンナノチューブを少しずつ作ることはできますが、それも、さまざまな種類のカーボンナノチューブがばらばらに混ざった形で生み出されているのが現状です。同一の構造のカーボンナノチューブを、ある特定の方向性を持つそろった状態で大量に生産する方法が確立されれば、次世代のブレイクスルーが実現できると言われています。

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東京都立大学理学部物理学科教授柳和宏先生

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物性物理学

メッセージ

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