物色テーマ：グラフェン

株の教科書.com編集部

2017/06/09 2017/09/04

直径が10億分の１（ナノメートル）単位のカーボン（炭素）を「ナノカーボン」という。主なナノカーボンに「フラーレン」「カーボンナノチューブ」「グラフェン」がある。これらが1985年、1991年、2004年と立て続けに発見され、発見者はノーベル賞を受賞している。

シート状の形状メリット多彩

ナノカーボンはアルミより軽く、強度はダイヤモンド並み、熱や電気の伝導性が高いという特性を持つ。ナノレベルなので、小さな部品にも使いやすい。形状はフラーレンが球状、カーボンナノチューブが筒状、グラフェンがシート状。シート状だと様々な用途に使いやすく、かつ発見も新しいということで、世界中で大勢の研究者が様々なアプローチでグラフェンの研究に取り組んでいる。

期待される用途も幅広い。航空機や自動車に使えば、その強度で安全性を守り、軽さで燃費を向上できる。プラスチックなどの複合材料に使えば高剛性の軽量樹脂シートにもなり、建材などさまざまな用途に使える。電導性の高さを生かして電池の素材にも使える。

グラフェンの特徴として、ナノレベルの薄さなので、透明度が高いことから太陽電池や電子機器のタッチパネルにも使える。電子部品への活用も期待され、インク状にして、印刷技術によって半導体など様々な電子デバイスを製造する取り組みも進んでいる。また、非常に高い電子移動度を有するので、優れたトランジスタ性能を示すという。さらに非常に薄いことから「ろ過」機能も期待されていて、海水を淡水にする技術開発も進んでいる。

まさしくグラフェンは夢の素材ではあるが、課題として量産方法が確立されていないことや、任意加工が難しいことから、実用化段階に至っていない点があげられる。よって、実用化情報が流れるたびにグラフェン銘柄が注目されることになる。

おわりに

2010年のノーベル物理学賞の対象となった「グラフェン」。一部の報道によると、量産技術は日本の大学と企業がリードとされている。大学は東京大学と東北大学で、企業は大阪ガス(9532)とADEKA(4401)とされている。

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