【2021年版】ナノチューブ メーカー1社一覧

ナノチューブのメーカー1社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


ナノチューブとは

筒状構造の微細な物質で、筒の大きさがナノメートルスケールなのでナノチューブと呼ばれます。一般的には炭素で構成されたカーボンナノチューブを指します。

カーボンナノチューブは1991年に発見され、ベンゼン環を隙間なく敷き詰めたシートを円筒状に丸めた形をしています。この筒の中にはさらに細いチューブを入れ込むことができ、1層のものを単層ナノチューブ、複数層状に重なっているものを多層ナノチューブと呼びます。

ナノチューブの使用用途

カーボンナノチューブはナノテクノロジーの分野で重要な役割を果たしています。

導電率、アスペクト比が高いため、導電性チューブのネットワークを形成することができます。また、その強固な化学結合からポリマーと一緒に使用することで機械的強度を向上することができ、熱伝導材料としても非常に優秀です。

電子的、機械的特性を生かし、ナノテクノロジーの基盤となる素材として広い分野での利用が期待されています。製品への応用が始まっているものでは、テニスラケットや自転車のフレーム、スピーカーやヘッドフォンや電線等が挙げられます。

ナノチューブの原理

カーボンナノチューブは化学的に非常に安定した物質であり、密度がアルミニウムの約半分と非常に軽いものです。それにも関わらず強度は鋼の20倍、電流密度耐性はの1000倍以上、銅よりも高い熱伝導性を備えています。

二層カーボンナノチューブは電界効果トランジスタとして適しているバンドギャップを有しています。ですが、電気的挙動が非常に複雑なため、用途は薄膜エレクトロニクスなどの分野に限定されています。その他、外層を選択的に官能基化させることによって生体系内での造影剤や治療薬の応用が可能とされています。

多層カーボンナノチューブは単層のものよりも量産が容易であり、単位当たりのコストが安く済みます。通常官能基化を行うと炭素の二重結合が開裂して特性が変化することがありますが、多層カーボンナノチューブでは外層だけが修飾されるために本来の特性を維持することができます。

特定の用途のために新しい性質を導入する目的でカーボンナノチューブの表面を改質し、各種溶媒への可溶化や機能性の強化、分散性、相溶性などを付与する手法が必要となります。これは酸、オゾン、プラズマ等を用いて酸化反応を起こすことによって可能です。例えば水酸基やカルボキシル基を生成すると極性が生まれ、溶解性が得られたり各種ポリマーとの親和性を増すことができます。

参考文献
https://unit.aist.go.jp/cnta/ja/lh_archive/lh_190628.html
https://www.sigmaaldrich.com/japan/materialscience/nano-materials/single-double-multi-walled-carbon-nanotubes.html

ナノチューブのメーカー情報

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