「カーボンナノベルト」初合成、単一構造のCNTに道

名大が成功「未知の機能を発現するという期待もある」(伊丹教授)

 名古屋大学の伊丹健一郎教授、瀬川泰知特任准教授、ポビー・ギョム博士研究員らは、約60年前に理論的に提唱された筒状(ベルト状)の炭素分子「カーボンナノベルト」の合成に世界で初めて成功した。同じ筒状の炭素物質であるカーボンナノチューブ(CNT)より短い構造を持つ。このカーボンナノベルトを鋳型に使えば、所望の構造のCNTが得られるため、CNTの普及が一気に進む可能性がある。

 伊丹教授らは、歪みのない環状分子を合成した上で、これを筒状構造に変換する手法を考案。安価な石油成分であるパラキシレンを炭素原料に使い、カーボンナノベルトを合成した。

 カーボンナノベルトには歪みがあるため不安定で、これまで有効な合成手段がなかった。合成したカーボンナノベルトは直径約0・8ナノメートル(ナノは10億分の1)。各種分析により、このカーボンナノベルトがCNTに似た構造や性質を持つことが分かり、CNTの部分構造であることが示された。

 CNTは優れた特性を持つが、構造の違いなどによって性質が異なる。従来の製法では、大きさや構造の異なる混合物しか得られないため、CNTの応用を阻んでいた。カーボンナノベルトを使えば、特定の機能を持つ単一構造のCNTを作り分けられるため、CNTの本格的な応用を切り開くと期待される。

 単一構造のCNTが作れれば、軽くて折り曲げ可能なディスプレーや省電力の超集積中央演算処理装置(CPU)の開発、太陽電池の効率化などに寄与する。

 また、カーボンナノベルトは赤色の蛍光を発する有機分子であることから、発光材料や半導体材料として使える可能性もある。カーボンナノベルトは東京化成工業が近く市販する予定。

 伊丹教授は、「CNTが抱える諸問題を解決する『鍵分子』になる。現在ではまだ想像できない、未知の機能を発現するという期待もある」と話す。
紫外光を当てると蛍光を発した(名大提供)

明 豊

明 豊
04月16日
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今回の研究は科学技術振興機構のプロジェクトの一環で米科学誌サイエンス電子版にも掲載された。期待大が高まります。

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