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「カーボン・ナノチューブ」とは


カーボン・ナノチューブは飯島主席研究員が1991年に発見した炭素の新素材で、蜂の巣状の六角形の頂点に炭素原子が配置されている「グラファイト・シート」を、筒状に巻いて極微な直径の円筒を形成した構造を持つ炭素の結晶です。炭素の結晶としては、従来からグラファイトとダイヤモンドが知られていましたが、カーボン・ナノチューブは、サッカーボ−ル型の炭素結晶カーボン60(C60)と同様に、これらの従来結晶とは全く異なる形状を持っています。

そして、化学的にも物理的にも従来材料と大きく異なる性質を持つと予想されることから世界的に大きな関心を集めています。

カーボン・ナノチューブの特徴は、

  • 直径が10オングストローム(1億分の1cm)で長さがミクロンレベルと極微小の形状を持つこと

  • その電気的な性質がチューブの幾何学的な形状(直径や螺旋率)に対応して、導電率の高い金属的な性質、半導体的な性質、さらには絶縁体的な性質をも示しうること

です。

このため、将来、ナノチューブの太さや螺旋率を制御できるようになれば、現在のシリコントランジスタが、半導体(Si)・金属(Alなど)・及び絶縁膜など多種の材料の組み合わせと加工による極微細化を必要とするのに対して、炭素のみを材料に、自己形成的に極微小のトランジスタや集積回路などの電子素子が形成できる可能性が期待されることになります。

また、カーボン・ナノチューブの、蜂の巣状に六角形が敷き詰められたシートを筒状に巻いてできた円筒状の形状は、伝統的な竹細工の筒(例えば背負いかごの側壁)と極めて類似しています。さらにナノチューブの太さの変化や先端の半円球のふたなどのさまざまなバリエーションは、炭素が作る六角形のいくつかを五角形や七角形で置き換えることで形成されていますが、このことが竹かご作りにおいても多様な形状を作り出すのに用いられている手法と完全に一致しています。このように、カーボン・ナノチューブの発見が電子顕微鏡という最先端の技術でのぞいた原子レベルのミクロな世界に属しながら、その中から竹かご細工という日本の伝統工芸と極めて類似性が高い形状が見いだされたことは極めて興味深い現象であります。

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