単層ＣＮＴの垂直配向膜、実は一束５本前後−東大など発見

単層カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の垂直配向膜（用語参照）が５本前後の単層ＣＮＴでひとかたまりを構成していることを東京大学の丸山茂夫教授、ドイツのライプニッツ固体・材料研究所のトーマス・ピヒラー研究員らが透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察で発見した。従来はひとかたまりが５０−６０本単位と考えられ、光学素子や複合材料への応用の足かせだった。意外にも最初からバラバラだったことがわかったことで、これらの応用が実用化に大きく近づきそうだ。
単層ＣＮＴの垂直配向膜はこれまで走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で横から破断面を観察してきたが、内部の詳しい構造はわからず、単層ＣＮＴが５０−６０本単位でひとかたまりになっていると考えられていた。
今回、アルコールを原料に使う「アルコール触媒化学気相成長（ＣＶＤ）法」で厚さ２マイクロ−７マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）の単層ＣＮＴの垂直配向膜をつくった。この膜を網の上に載せ、網の穴越しに膜を上からＴＥＭで観察したところ、膜の内部の断層像が初めて見えた。５−６本の単層ＣＮＴで一束になったものが多く、１本単独の単層ＣＮＴも観察できた。
ＣＮＴは熱を伝えやすい、機械的な強度が高い、電気をよく通すなど多くの優れた性質がある。だがこれらの性質は５０−６０本でかたまっていると損なわれる。光の吸収エネルギーがずれて光学的な性質も変わる。かたまりをバラバラにする技術も確立されておらず、光学素子や複合材料に応用する際、かたまりが大きな課題だった。
しかし単層ＣＮＴ５本ぐらいの束なら、性質は１本ずつバラバラの状態に近い。今回の発見で実用化への重要な課題が解消されたといえそうだ。
成果は名古屋で開かれる「フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム」で１３日に発表する。

【用語】単層ＣＮＴの垂直配向膜＝多くの単層ＣＮＴを膜の厚さの方向（基板の垂直方向）に一律に成長させた膜。ＣＮＴはグラファイトのシートを筒状に丸めた細長い形をしており、１枚のシートを丸めた構造のＣＮＴを単層ＣＮＴと呼ぶ。
日刊工業新聞社

観察したＴＥＭ像．垂直に上を向け，５−６本前後で一束になった単層ＣＮＴが黒く見える．