グラフェンファイバーとカーボンナノチューブファイバー

カーボンナノチューブ(CNT)で強化したプラスチックス(CNRP)は非常に強靭で、自動車や航空機への応用が期待されていることを以前に説明した(9/23参照)。

単一壁(single wall)のカーボンナノチューブ(SWCNT)をつないでファイバーに作り上げることは、今世紀初めから多く試みられている。大量に生産出来るカーボンナノチューブの長さは１mm以下と小さいため、連結してファイバーやシートに変換することが望まれる。通常用いられる方法は、SWCNTの溶液中での自己アセンブリである。SWCNTを溶かす溶媒に工夫が重ねられている。ライス大学の研究グループは、直径10~100ナノメーターのSWCNTの束が結びついて直径数マイクロメーターのファイバーを形成していること観測している(V A Davis et al Nature Nanotechnology 4 (2009) 830)。ファイバーには直線状のものやらせん状のものがあり、前者はCNRPに、またその高い電気伝導度が(10/31参照)、後者はその大きい表面積が(水素貯蔵,10/21参照)、それぞれ利用出来るものと期待されている。　

最近、中国の研究グループはグラフェンを用いて数メーターの長さのファイバーが作成出来ることを示した(Z Xu and C Gao Nature Communications 2 (2011) 571およびhttp://www.nature.com/news/graphene-spun-into-metre-long-fibres-1.9549)。同様に高い電気伝導度が有用であろう。グラフェン間の結合が通常それほど強くないため、強靭なファイバーを得ることは困難であろう。

最近のNanowerkのニュースは、帝人と東京工大の研究グループが長さ０．２ミリメーター、直径50~300ナノメーターの電気伝導度の高いカーボンナノファイバーを作成したと報じている。その製法は明確に示されていない。リチウムイオン蓄電池(11/25参照)、キャパシター(11/26参照)、燃料電池(10/31参照)に利用出来るという。