＜カーボンナノチューブの知識＞
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2007/11/03 日記<カーボンナノチューブ>
カーボンナノチューブ
カーボンナノチューブ（Carbon nanotube、略称CNT）は、炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）が単層あるいは多層の同軸管状になった物質。炭素の同素体で、フラーレンの一種に分類されることもある。単層のものをシングルウォールナノチューブ (SWNT)、複層のものをマルチウォールナノチューブ (MWNT) という。特に二層のものはダブルウォールナノチューブ (DWNT) とも呼ばれる。
性質
* 一様な平面のグラファイト（グラフェンシート）を丸めて円筒状にしたような構造をしており、両端はフラーレンの半球のような構造で閉じられており5員環を必ず6個ずつ持つ。電場をかけると5員環から電子が放出されるためFED、真空蛍光ディスプレイ|平面蛍光管、冷陰極管のカソード（陰極）デバイスへの応用も研究されている。また、X線の発生源としての研究も進められている。
5員環の数が少ないため有機溶媒等には溶けず、超音波処理などにより分散するだけである（一部、極性の高い有機溶媒への分散は容易とされている）。
導体（ゼロギャップ半導体）としてのCNTは集積回路配線材料として用いる研究が行われている。
半導体としてのCNTをトランジスタのチャンネルとして用いることで、高速スイッチング素子として用いられることが期待される。CNTはP型半導体的な極性を示す。
各種フラーレンを内包したピーポッドやTCNQ、カロテノイド、種々のポルフィリンなどの有機分子を内包したものが作製されている。
最近になって単層カーボンナノチューブ内部では水の融点が高くなり、常温常圧下でも氷を作ることが発見された。http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2004/pr20041220/pr20041220.html
プレス・リリース
この他にも色々な性質を秘めているのではないかと期待され、さらなる利用価値を探して世界中で研究が進められている。単一の構造（カイラリティー（正しく読めばキラリティーであるがこう呼ぶのが慣例））を持ったナノチューブだけでは作製できていないため、現在では、CNTを数本並べて高電圧を印加することで、導電性のCNTを焼き切るという方法をとって、半導体デバイスとして利用している。また、過酸化水素中で環流させると半導体チューブは酸化され金属チューブのみに精製される。半導体デバイスや配線材料に利用するためには作製方法のブレイクスルーが必要であろう。遠心分離などを使い比重の違いから分離が可能ではある。
カーボンナノチューブの発見
1991年、日本の飯島澄男（当時NEC筑波研究所。現NEC特別主席研究員、名城大学理工学部教授、科学技術振興事業団）によって、フラーレンを作っている途中に放電|アーク放電した炭素電極の陰極側の堆積物中から発見された。この発見はセレンディピティだけでなく、高度な電子顕微鏡技術も大きな役割を果たしていた。また、電子顕微鏡で観察・発見したというだけでなく、電子線回折像からナノチューブ構造を正確に解明した点に大きな功績が認められている。このときのCNTは多層CNT (MWNT) であった。この業績から飯島はノーベル賞候補のひとりと言われている。
作製方法
アーク法
レーザーアブレーション法
CVD法
HiPCO法
スーパーグロースCVD法
。
備考
ダマスカス鋼からカーボンナノチューブが発見され、世界最古のナノチューブという説が有力。
脚注
関連項目
片浦プロット
外部リンク
世界を変えるか・驚異の新素材カーボンナノチューブ
世界を変えるか・驚異の新素材カーボンナノチューブ(2)
カーボンナノチューブとナノテクノロジー
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◆カーボンナノチューブについてピックアップ 1991年、日本の飯島澄男（当時NEC筑波研究所。現NEC特別主席研究員、名城大学理工学部教授、科学技術振興事業団）によって、フラーレンを作っている途中に放電|アーク放電した炭素電極の陰極側の堆積物中から発見された。この発見はセレンディピティだけでなく、高度な電子顕微鏡技術も大きな役割を果たしていた。また、電子顕微鏡で観察・発見したというだけでなく、電子線回... |
