東京大学の丸山茂夫教授、項榮（シャンロン）大学院生らは単層カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の垂直配向膜（用語参照）をアルコール触媒化学気相成長（ＣＶＤ）法と呼ぶ手法でつくる際、ガスにアセチレンかエチレンを加えると成長促進効果があることを実験で解明した。加えない場合に比べ、成長速度が一時的に大幅アップ。アセチレンでは１０倍、エチレンでは４倍の速度に達することもあるという。３日から名古屋で始まるフラーレン・ナノチューブ総合シンポジウムで発表する。
多様な応用が見込まれる単層ＣＮＴの用途に応じたつくり分けにつながる成果。とくにキャパシタ、熱デバイス、燃料電池の電極など、単層ＣＮＴの長さが求められる用途で役立ちそうだ。
アルコール触媒ＣＶＤ法は金属触媒と反応させるガスにエタノールなどのアルコールを使う手法で、ほかのＣＶＤ法より低温で済み、高純度の単層ＣＮＴが得られる。
実験では金属触媒にコバルトとモリブデン、ガスにエタノールを用い、基板から垂直配向に単層ＣＮＴを成長させた。また単層ＣＮＴの成長と同じ方向に可視光のレーザー透過させ、時々刻々と変わる膜厚を計測した。
まずエタノールだけで単層ＣＮＴを成長させ、長さが５マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）になったところで体積比でエタノールの１％分のアセチレンを加えたところ、２０秒間で長さが２０マイクロメートルまで成長した。
一方、単層ＣＮＴの長さ２マイクロメートルのところで２５％分のエチレンを加えると、長さは５０秒間で１５マイクロメートルにまで伸びた。 このような急成長が起こるのは、アセチレン分子やエチレン分子の１分子あたりの水素原子の数がエタノール原子より少なく、触媒とより反応しやすいためと考えられる。丸山教授は「ただし、触媒との反応の持続時間が短くなるという欠点もある」と指摘している。
日刊工業新聞社