カーボンナノチューブの不思議：電流を流すと遠いところが熱くなる

金属や半導体ワイヤーに電流を流すと熱くなる。これは、電界で加速された金属中の電子が、そのエネルギーを金属中の原子に与え、原子を振動させるからである。

最近になって、カーボンナノチューブ(2/6,4/4参照)が普通の金属や半導体と少し異なった振る舞いすることが明らかになっていた。まず、普通の金属よりはるかに多くの電流が流れる。しかもあまり温度が上がらない。むしろカーボンナノチューブを支持している基盤の温度が上昇する。温度上昇なしで多量の電流が流れることは、素子をつなぐワイヤーとしては好都合である。しかしながら、このような不思議な現象が起こる理由や条件を明らかにすることが望まれていた。

アメリカのメアリーランド大学の研究グループは、温度上昇を観察出来る電子顕微鏡を用いて、この現象を詳細に調べた。その結果、カーボンナノチューブに電流を流しはじめると基盤の温度が上昇し始めることが明らかになった。この様子は、電子レンジで食品を温めるのと似ている。電子レンジでは、電磁波が放出されそれが食品に吸収される。食品中の電子が動き出し、そのエネルギーが原子振動のエネルギーに変換される。電磁波を放出する部分の温度が上昇せず食品が加熱される。

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この実験でカーボンナノチューブはほとんど加熱されないことが明らかになった。カーボンナノチューブに電流を流すと周辺に電磁波を放出するものと考えられているが、その機構はまだ解明されていない。