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化学系の用語カーボンナノチューブ

【カーボンナノチューブとは】

カーボンナノチューブは、直径0.7〜70nmで長さが数十程度の円筒の形をした炭素の結晶です。
炭素の結晶としては黒鉛やダイヤモンドがよく知られていますが、1985年にサッカーボール形の構造をもつフラーレンが米・英の科学者により発見され、1991年に飯島澄男がフラーレンの観察中にカーボンナノチューブを発見しました。
カーボンナノチューブは、炭素原子が六角形に配置されたグラファイトシートを円筒状に巻いた形をしており、巻き方や大きさによりさまざまな立体構造の結晶が存在しています。
細くて軽く、非常に強いという性質の他に、立体構造の違いでさまざまな性質を示し、新素材として注目を浴びています。半導体やLSI配線、マイクロマシンやドラックデリバリなど、さまざまな分野で応用研究が行われています。

【カーボンナノチューブの作製方法】

アーク放電法、レーザー蒸発法、化学的気相成長法(CVD法)の3種類がカーボンナノチューブの代表的な作製方法です。

アーク放電法
2本の炭素電極に高電圧をかけアーク放電をおこすと、陰極側の堆積物(スス)に多層ナノチューブが生成されます。効率はあまり良くありませんが、多層ナノチューブの作製に適しています。

レーザー蒸発法
触媒を混ぜた炭素に強いレーザー光をあてると、気化した炭素と触媒が反応し、単層ナノチューブが得られます。効率は悪いですが、高純度の単層ナノチューブが作製できます。

化学的気相成長法(CVD法)
炭素を含むアセチレン()やメタン()などと金属触媒を500〜1000の高温状態で化学反応をさせ、カーボンナノチューブを作製します。大量生産や向きをそろえること(配向)に向いています。

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