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halw123さん

カーボンナノチューブとは

カーボンナノチューブ(英: 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。

日本人が発見したことで有名

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、産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センターセンター長、名城大学大学院理工学研究科教授)によって、フラーレンを作っている途中にアーク放電した炭素電極の陰極側の堆積物中から初めてTEM(透過電子顕微鏡)によって発見された。

化学などの教科書にも載っていますね。

何がすごいのか

細くても強い

導電材料としてよく使われている銅を細くしていくと、銅の強度が弱くなり、必要な電流量に対して耐久力も弱くなり、そのため信頼性が低くなってしまいます。それに比べて、ナノサイズ(10億分の1m)と細い多層カーボンナノチューブは、ダイヤモンドと同等の強さを持ち、電流量に対しては、銅の1000倍まで耐えられます。

電子が高速に移動することができる

細くした銅の中を電子が通り抜ける時、散乱し電気抵抗が高くなり、早く移動することができません。しかし、カーボンナノチューブは、電子が散乱せずに高速に通りぬけることができ、抵抗が少ないと言われています。

利用しやすい形に作れる

将来のコンピュータに使うLSIは微細化され、配線幅が細くなります。現在、配線には銅を使用しています。銅配線は、基板に溝を作り、そこへ銅を流し入れて作ります。この作り方の場合、配線幅が細くなると細い溝を作ることが困難になります。将来の配線材料としてカーボンナノチューブを使用すると、直径がナノサイズと微細なので、必要な所に希望する細い配線を作ることができます。

たくさんの熱を運べる

半導体の中でチップの部分に熱が発生します。その熱を基板に逃がすのに使われます。多層カーボンナノチューブは、銅の10倍の熱を運ぶことができると言われています。

色々良いところがありますね。

軌道エレベーターが実現可能に!?

軌道エレベータ(きどうエレベータ、英: Space elevator)は、惑星などの表面から静止軌道以上まで伸びる軌道を持つエレベーター。
宇宙空間への進出手段として構想されているが、当初は夢物語と思えていた。しかしカーボンナノチューブの発見後、現状の技術レベルでも手の届きそうな範囲にあるため、実現に向けた研究プロジェクトが日本やアメリカで始まっている。

その他半導体素材としての応用などの期待から研究が盛んに行われています。

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