六角形の不思議!?~パートⅧ~カーボンナノチューブ!

「クリスマス・レクチャー in JAPAN〜世界の英知が説く科学」より
12月24日(土)NHK 放送[Eテレ]後3:00〜4:00 

 子どもたちに科学の面白さを知ってもらうために、
英国王立研究所が1825年から長年にわたり実施している
「クリスマス・レクチャー日本版」がNHKで放映されました。

ノーベル賞級の業績をあげた科学者たちが講師を務めてきたというからスゴイ。
その時代の第一線の科学者が、
子どもたちに見える形で分かりやすく科学の本質と楽しさを伝授する講義が、
英国ではなんと180年以上続けられているというのです。

今年の講師は、ロンドン大学の物質材料工学研究者マーク・ミオドニック教授。
「大きなモノと小さなモノでなぜ性質が変わるのか?」
「なぜ、バスケットボールは大きいボールだと簡単にゴールできるのに、
小さいボールでは難しいのか?」という“物質の不思議”。
教授は身近な道具を使って生じる現象を実際に子どもたちに見せて、
不思議な現象を解き明かしていきます。

「なぜ、スカイツリーよりも巨大な建物を作ることが難しいか?」
「超高層建物を造るにはどんな物質が必要か?」など、
重力と物との関係から壮大な人類の夢にまで実験は広がります。
工夫された講義は、科学知識がなくても驚きとともに納得でき、
子どもたちに夢を与えてエキサイティングに進められます。
NHK>「クリスマス・レクチャー」
http://cgi2.nhk.or.jp/navi/detail/index.cgi?id=11w10420111224

私が興味を持ったのは、「カーボンナノチューブ!」
耳にしたことはありましたが、どのような物質なのか?さっぱり知りません。
番組ではカーボンナノチューブで作った自転車を指一本で持ち上げていました。

そこで興味津々、調べてみると、これがなんとスゴイ性質の物質でした。
何よりも強く、しなやかで、軽量という極めて優れた性質を持つ材料で、
しかも、その発見者は、なんと!なんと!日本の研究者ですからすごい!

カーボンナノチューブの発見者は日本人!~
NEC特別主席研究員の飯島博士が1991年に発見・命名したものだそうで、
全世界でこれを材料とした研究開発、製品開発が積極的に進められていて、
ちなみにNECでは次世代トランジスタの研究開発が行われているそうです。

画像

カーボンナノチューブってなんだ?
「カーボン(炭素)」でできた、
直径が「ナノ」メートル
(1ナノメートルは、10億分の1メートル、人間の髪の毛の1万分の1くらい)の
「チューブ(筒)」状の物質が、カーボンナノチューブ。
!?1?1?私の理解の限度をはるかに超えています。
「髪の毛の1万分の1」???
そして、その構造が不思議なことに六角形の網目状の金網を丸めたように、
六角形の頂点に炭素原子が位置したグラファイト層*が、
継目なく繋がっていて、
画像にあるように、伝統工芸品の竹編みの篭の形状に似ています。
六角形の不思議がまた一つ増えました!

*「グラファイト層」(石墨、黒鉛)は、炭素から成る元素鉱物。
六方晶系(結晶対称性は、P63/mmc)、六角板状結晶。構造は、
亀の甲状の層状物質で層毎の面内は、
強い共有結合(sp2的)で炭素間が繋がっているが、
層と層の間(面間)は、弱いファンデルワールス力で結合している。
(ウイキペディアより )
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%88

「カーボンナノチューブってなんだろう」(富士通研究所)http://jp.fujitsu.com/group/labs/techinfo/techguide/list/carbon-nanotubes.html

カーボンナノチューブの応用がもたらす、夢の未来へ?
ユニークな電気的性質と、ナノメートル単位の超微細構造をもち、
軽量で、強度が極めて高く、酸素がなければ超高温にも耐え、
電圧効率よく電子を放出するなど優れた性質があって応用例も多そうです。
超微細デバイスの構成材料として、
集積回路用高性能トランジスタや携帯機器用小型燃料電池、
電子デバイスへの応用、大型テレビ画面、超高感度分子センサー、
高分解能STMプローブ、スーパーキャパシタ、透明導電膜、薬物搬送、
触媒、複合材料などの実用化研究が進められているようです。

製造方法でも、
難しいとされていた長いチューブを生成する技術の進歩や大量合成、
もともと人間の身体への親和性が高いことから、DNAなど分子認識材料など、
大量合成技術の確立とともにその応用範囲の研究開発が加速されていけば、
カーボンナノチューブ・トランジスタやバイオテクノロジー分野での実用化とともに
生活の様々な分野への活用の夢が膨らんでいくことでしょう。

NECホームページより
http://www.nec.co.jp/rd/innovative/cnt/top.html


六角形の不思議!
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_15.html

六角形の不思議!~パートⅡ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_16.html

六角形の不思議!~パートⅢ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_17.html

六角形の不思議!~パートⅣ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_18.html

六角形の不思議!~パートⅤ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_19.html

六角形の不思議!~パートⅥ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_20.html

六角形の不思議!~パートⅦ
http://wakuwaku-kandou.at.webry.info/200710/article_21.html




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