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鋼の20倍の強度を持ちアルミの半分の重量密度

産総研、従来の100倍の速度で単層カーボンナノチューブを量産する技術を開発

2013年12月24日 20時26分更新

文● 行正和義

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開発した工業生産プラントで合成した単層カーボンナノチューブの塊(左、比較はスマートフォン)とシート状(直径15 cm)に加工した高純度(99 %以上)の単層カーボンナノチューブ(右)

 独立行政法人 産業技術総合研究所(産総研)ナノチューブ応用研究センターは、名城ナノカーボンとの共同研究により単層カーボンナノチューブの工業生産プラントを開発し、量産性を実証した。

 単層カーボンナノチューブは、炭素原子が円筒形に配置されたナノテクノロジー素材として期待される材料。鋼の20倍の強度、銅の10倍の熱伝導性、アルミニウムの半分の密度、シリコンの10倍の半導体電子移動性を持つなど、建築をはじめ自動車や飛行機など各種の構造材、電子デバイスとしての利用などさまざまな分野に利用できる。

 これまでアーク放電によって生じるススのようなものから作られていたが、生産効率や品質の点で量産することができなかった。開発したのは化学気相成長(CVD)法と呼ばれる化学反応を用いて成長させる方法で、半導体の薄膜製造プロセスとして確立している技術。これまでアーク放電法を用いて生産していた名城ナノカーボンに対し、産総研のカーボンナノチューブ製造技術を移転し、工業生産プラントで製造を行う研究開発を行っていた。

TEM(透過型電子顕微鏡)写真

 これにより製造速度は従来の100倍となり、品質(不純物の少なさ/結晶性の高さ)に関しても10倍、炭素純度99%という高品質な単層カーボンナノチューブが製造することが可能となった。このプラントで合成した単層カーボンナノチューブ製品を2014年に上市する予定のほか、産総研と名城ナノカーボンは今後も研究開発を進め、用途開発や周辺技術開発を希望する企業や研究機関に高純度・高品質な単層カーボンナノチューブを供給することによって工業化へ向けた企業連携・協業体制を積極的に構築していくという。

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