カーボンナノチューブとは

カーボンナノチューブは、1991年、当時NECに所属し、現在は名城大学教授の飯島澄男博士によって発見された。直径は数nmでとても細く、それに対して長さが数um(1nmは1mmの百万分の1、1umは1mmの1000分の1)でアスペクト比(縦長比)が非常に大きい円筒中空の形をした炭素の結晶体である。ナノテクノロジーの中心的な新素材として、世界中から注目を浴びている。その形状は、炭素原子が六角形に配置されたグラファイトシートを筒状に巻いた形をしているが、その巻き方により金属性や半導体性を帯び、性質が多様に変化する。

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カーボンナノチューブには大きく分けてグラファイトシートが一枚だけの単層カーボンナノチューブと呼ばれるものと,複数のチューブが同心円状に重なった構造をしている多層カーボンナノチューブがある。 一般的に単層ナノチューブは直径が極めて細いため、量子的な効果が現れやすく,モデル的にも扱いやすいので,研究目的としても使われる。また1枚のグラファイトシートの丸め方(カイラリティー)により構造や物性が異なる。単層ナノチューブが半導体になったり金属になったりするなどの電気特性、強靱な機械強度、ダイヤモンド並みの熱伝導特性などは、このカイラリティにより決定される。現在では、金属・半導体の分離技術が確立するなど、ナノチューブ本来の特性を生かした応用開発が活発に行われている。
一方、多層カーボンナノチューブは、10nmから100nm程度で、複層のグラファイトシートからなり強固な素材である。また大量合成が容易であり産業化が始まっている。

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