太いナノチューブの構造制御や後処理による物性改変に道

概要
カーボンナノチューブ（CNT）は、その優れた物性により未来の機能材料として期待されている炭素の円筒状ナノ材料です。その物性は円筒の直径や炭素の並び方（CNTの構造）に強く依存するため、長年、特定の構造をねらった合成や、混合物から分離するための研究が盛んに行われてきました。しかしながら、直径1ナノメートル程度以下の細いCNTでは構造制御の様々な方法が提案されている一方で、より太いCNTでは、同程度の直径で炭素の並ぶ向きの異なるCNTの種類が非常に多くなり、構造選択的合成や構造分離が困難でした。

京都大学エネルギー理工学研究所の宮内 雄平（みやうち ゆうへい）教授、産業技術総合研究所 ナノ材料研究部門 田中 丈士（たなか たけし）研究グループ長、物質・材料研究機構 マテリアル基盤研究センターの原野幸治（はらの こうじ）主幹研究員らの研究グループは、あらかじめ構造を揃えた細いCNTの集合体に熱処理を行うという非常にシンプルな方法で、元のCNTの炭素の並ぶ方向を保ったままCNT同士を融合し、直径2倍のCNTへと効率よく変換できることを発見しました。本成果は、これまで困難だった太いCNTの構造選択合成や、CNT集合体の特性を後処理により大幅に改変することを可能にするものです。

本研究成果は、2025年2月5日に国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されます。

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