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早稲田大、共同研究で14cmの長尺カーボンナノチューブフォレストを実現

早川あさひ

早稲田大学理工学術院総合研究所の杉目恒志氏は、静岡大学工学部の井上研究室（電子物質科学科）と共同で、カーボンナノチューブ（以下、CNT）を成長させる新たな方法を開発。CNTフォレストとして従来最長であった2cmを大幅に上回り、14cmの長尺を実現した。

可能性にあふれる素材「CNT」と、現状の課題とは？

炭素のみで構成されるCNTは、軽量かつ強じんでありながら高い電気・熱伝導性を持つ素材として、産業や医療分野での応用が期待されている。炭素には枯渇の心配がないため、CNTを用いて高機能な素材やデバイスをつくれば、持続可能な社会の実現にもつながるだろう。

そんなCNTを成長させる方法として主に採用されているのは、炭化水素やアルコールなどによる「化学気相成長法（CVD）」。これまで、集合体ではないCNTの成長例（50cm程度）は報告されていたという。しかし、CNTの数密度が10万倍以上であるCNTフォレストを成長させるのは難しく、最長でも2cm程度にとどまっていた。

長尺化に成功も、詳しいメカニズムはわかっていない

今回の研究では、CNTフォレストの成長中に起こる触媒の構造変化を抑制することにより、CNTフォレストの長尺化を目指した。そこで、前述の化学気相成長法において、鉄・アルミニウムの原料をごくわずかに加える新たな方法を開発。近年開発されたガドリニウム添加触媒の技術と組み合わせ、CNTフォレストを26時間で14cmまで成長させている。なお、触媒の構造変化の抑制には成功したものの、そのメカニズムには不明な点も多く残っているとのことだ。

研究成果は雑誌『Carbon』にオンライン掲載されており、Web上で確認できる。今後の研究の進展にも期待したい。

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（文・早川あさひ）

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