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 「発見した今回の新炭素材料を観察してみると、カーボンナノチューブ(CNT)にはない要素を確認できた」(NEC IoTデバイス研究所主任研究員の弓削亮太氏)──。

 NECは「世界初」(同社)となる炭素材料「カーボンナノブラシ」を発見したと、2016年6月30日に発表した(図1)。先端が角のように閉じた構造を持つカーボンナノホーン(CNH)が、繊維状に集合してできた炭素材料である。同じ繊維状の炭素材料であるCNTと似た構造だが、細かな凹凸などが見えることから別の材料だと分かった。

図1 新炭素材料「カーボンナノブラシ」
図1 新炭素材料「カーボンナノブラシ」
(a)はカーボンナノブラシの全体像。(b)はカーボンナノブラシの先端部。カーボンナノブラシを拡大するとCNHの特徴である筒状の突起が出ており、CNHの集合体であると確認できる。カーボンナノブラシの一部分には、製造に利用した鉄が付着している。
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 「カーボンナノブラシは、CNTの電気を通しやすい性質とCNHの比表面積が大きい性質という2つを併せ持った材料」(同社 特別主席研究員の飯島澄男氏)であり、さまざまな用途への適用が想定されている。まず導電性が高いため、蓄電池の導電材に応用すれば充放電速度を10~15%速くできる。比表面積が大きい点を利用すれば、変形量が大きい高分子アクチュエーターを開発することも可能となる*1

*1 高分子アクチュエーターは、2枚の薄い電極層がイオン液体を通す電解質層を挟むようにしてできている。イオン液体中にはプラスイオンとマイナスイオンがある。プラスイオンは、マイナスイオンよりサイズが大きい。このアクチュエーターに電圧を加えると、プラスイオンが集まって陰極側が膨張。アクチュエーターが曲がる。カーボンナノブラシを電極に利用すれば、イオンを大量に吸着できるので変形量が大きくなる。