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NEC発見チャンネル! MiTA TV

世界初の量産化に成功! 電子製品などの性能を“劇的に向上させる”魔法の粉「カーボンナノホーン」

2013年5月9日

みなさんは、「炭素(カーボン)材料」って知っていますか? 軽くて頑丈なことから、ゴルフクラブやテニスラケットの材料に使われたり、導電性に優れているため電池の電極に使われたり、ニオイを集めるため冷蔵庫の消臭剤(活性炭)に使われたりと、実はわたしたちの生活のいろんなところで使われている材料です。

そして、この炭素材料がものすごく小さなナノサイズ(※)になると、違った特性が出てくるそうです。これは「ナノ炭素(カーボン)材料」と呼ばれるものですが、NECでは「カーボンナノチューブ」と「カーボンナノホーン」という2つのナノ炭素材料の研究をしており、このうちの「カーボンナノホーン」の量産化に世界ではじめて成功したそうです。ちょっと聞いたところによると、このカーボンナノホーンを電池の電極に少し混ぜるだけで電池の性能がケタ違いに良くなるなど、いろんな可能性を秘めた材料のようです。なんだか魔法の粉のようでおもしろそうじゃないですか? さっそく担当者である本田さんをたずね、直撃インタビューをしてきました。

  • ナノメートルは10-9メートル。つまり10億分の1メートルです。ミリメートル、マイクロメートルよりもさらに小さい単位となります。

お話聞いた相手:本田 佳久(ほんだ・よしひさ)さん
NECが量産化に成功した「カーボンナノホーン」の製品担当者。カーボンナノホーンのお客様への提案活動や、プロモーション活動に日々従事している。

  • 三田はじめまして本田さん。さっそくですが、まずはカーボナノチューブとカーボンナノホーンがどのようなものか簡単におしえてもらえますか?
  • 本田どちらも「ナノ炭素(カーボン)材料」の一つなんですが、三田さんはこのナノ炭素材料についてはご存じですか?
  • 三田ゴルフクラブやテニスラケットの素材に使われたり、電池の電極に使われたりする「炭素(カーボン)材料」の、すごく小さいものだと聞いていますが…。
  • 本田そうですね。炭素材料は、軽くて頑丈で、電気を通しやすいなどの特性があるのでいろいろなところで活用されています。そして、一つひとつが電子顕微鏡でしか見ることができないほど小さなサイズの炭素材料が、「ナノ炭素材料」ということになります。実はナノサイズの炭素材料は、特性がより顕著になったり、今までにない新しい特性が出てきたりするんですね。
  • 三田どういうことでしょう?
  • 本田すごく簡単に言うと、ケタ外れにすごい炭素材料になります。例えばケタ違いに電気が流れやすいだとか、素材がものすごく軽いとか、摩擦がとても大きくなるといった特性を持つようになるんです。
  • 三田ケタ外れにすごいものと言われるとワクワクしますね(笑)。そういうナノ炭素材料の一つとして、カーボンナノチューブや、カーボンナノホーンがあるわけですよね。それぞれどういうものなんですか?
  • 本田まずカーボンナノチューブからお話しましょう。カーボンナノチューブは、1991年にNECの飯島澄男(いいじま すみお)特別主席研究員によって発見されたもので、直径が数ナノメートル。長さが数ミクロンあり、六角網面の細長いチューブ状をしています。ちょうどジュースを飲むストローのようなカタチですね。

カーボンナノチューブ

  • 三田どんな特性があるんでしょう?
  • 本田カーボンナノチューブの特性はいろいろあるんですが、まずストローのようなカタチで電気が無駄なく通るためとても電気が流れやすいことですね。そのため、電池の電極などの電子材料として大変期待されています。また他の材料に混ぜると軽いのに強度が高い素材ができたり、熱を逃がしやすい素材ができたりします。そういった特性を活かして、パソコンの筐体や携帯電話のディスプレイなどに活用されはじめています。ただ、カーボンナノチューブは、少し扱いづらい点もあり、今も実用化に向けた研究がつづけられています。
  • 三田と言いますと?
  • 本田カーボンナノチューブは細長いチューブ状をしているので、他の素材の中にまんべんなく混ぜようとするときに、一カ所にかたまりやすく、均一に混ぜるのが難しいんですね。そのため、何か別の素材に混ぜると、一部は電気がすごく流れるんですが、他はそうではないといった偏りがでることがあるんです。それを解決できるのが、もう一つのカーボンナノホーンということになるんです。
  • 三田どういったものなんですか?
  • 本田カーボンナノホーンは、カーボンナノチューブを量産化しようと実験しているときに発見されたんですが、こちらは先端が牛の角のようなホーン状になったものが二千本ほど集まった集合体で、直径は百ナノメートル程度です。分かりやすいようちょっと写真とイラストを見てみましょうか。写真なので円く見えますが、実際は球状になっています。

カーボンナノホーン(左)先端部分が牛の角のようなホーン状になっている。(右)

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