カーボンナノチューブ
ご協力下さい!!
◇暇つぶし何某◇

[Wikipedia|▼Menu]

カーボンナノチューブ(: carbon nanotube、略称CNT)は、炭素によって作られる六員環ネットワーク(グラフェンシート)が単層あるいは多層の同軸管状になった物質。炭素同素体で、フラーレンの一種に分類されることもある。

単層のものをシングルウォールナノチューブ (SWNT)[注 1]、多層のものをマルチウォールナノチューブ (MWNT)[注 2] という。特に二層のものはダブルウォールナノチューブ (DWNT)[注 3] とも呼ばれる。


目次

1 構造

2 性質・応用

2.1 エレクトロニクス

2.1.1 半導体

2.1.2 燃料電池

2.1.3 光学機器


2.2 構造材料

2.3 その他


3 カーボンナノチューブの発見と生産

4 作製方法

4.1 アーク法

4.2 レーザーアブレーション法

4.3 CVD法

4.3.1 DIPS法

4.3.2 CoMoCAT法

4.3.3 HiPCO法

4.3.4 スーパーグロースCVD法



5 健康被害を及ぼす恐れ

5.1 労働安全衛生


6 カーボンナノチューブ以外のナノチューブ

7 脚注

8 出典

9 関連項目

10 外部リンク


構造カーボンナノチューブの幾何学構造図。アームチェアチューブ、ジグザグチューブ、カイラルチューブの3種類に分けられる。

カーボンナノチューブ (CNT) の直径は0.4?50nm。その名の通りナノメートル単位であるため電子顕微鏡によって観察できる極小の世界である。カーボンナノチューブは、基本的には一様な平面のグラファイトグラフェンシート)を丸めて円筒状にしたような構造をしており、閉口状態の場合、両端はフラーレンの半球のような構造で閉じられており5員環を必ず6個ずつ持つ。5員環の数が少ないため有機溶媒等には溶けにくい。7員環が含まれる場合には内径が大きくなり得るため太さの違うCNTが形成され、8員環では枝分かれ状の構造も作り出せると考えられている。チューブは筒のような構造のためキャップを焼き切るなどにより中に様々な物質を取りこむ事ができる[1]。ナノチューブとフラーレンが結合したカーボンナノバッド[注 4]という形も理論的には予測されている[2]

最も基本的な単層カーボンナノチューブの表面はグラフェンシートの表面図のようになっており、そのグラフェンシートの幾何学的構造の違いによって3種類のカーボンナノチューブが成立するとされる。グラフェンの六角形の向きはチューブの軸に対して任意の方向にとれるため、このような任意の螺旋構造の対称性を軸性カイラルといい、グラフェン上のある6員環の基準点からの2次元格子ベクトルの事をカイラルベクトルと呼ぶ。カイラルベクトルは以下のように表される。

C h = n a 1 + m a 2 = ( n , m ) {\displaystyle C_{h}=na_{1}+ma_{2}=(n,m)}

このベクトルを指数化した(n,m)をカイラル指数と呼び、チューブの直径や螺旋角はカイラル指数によって決まる。チューブの直径dは以下になる。

d = a π ( n 2 + n m + m 2 ) {\displaystyle d={\frac {a}{\pi }}{\sqrt {(n^{2}+nm+m^{2})}}}

以上のように、立体構造の全てはカイラル指数によって左右される。3種類のそれぞれの構造体には名称があり、ナノチューブの軸に直角な場合をアームチェアチューブ (n,n)、軸に並行な場合をジグザグチューブ (n,0)、それ以外のナノチューブはカイラルチューブと呼ぶ。

また、SWNTではカイラル指数によって金属型と半導体型のナノチューブに分かれ、n-mが3の倍数では金属型であり、3の倍数でない時は半導体の特性を示す[3][4]


◇ピンチです!◇
◇暇つぶし何某◇

[次ページ]
[記事の検索]
[おまかせリスト]
[ブックマーク登録]
[mixiチェック!]
[Twitterに投稿]
[オプション/リンク一覧]
[話題のニュース]
[列車運行情報]
[暇つぶしWikipedia]

Size:70 KB
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:FIRTREE