名大、「カーボンナノベルト」初合成 単一構造のＣＮＴに道

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  Ｘ線で確認したカーボンナノレベルトの分子構造（名大提供）

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  紫外光を当てると蛍光を発した（名大提供）

名古屋大学の伊丹健一郎教授、瀬川泰知特任准教授、ポビー・ギョム博士研究員らは、約６０年前に理論的に提唱された筒状（ベルト状）の炭素分子「カーボンナノベルト」の合成に世界で初めて成功した。同じ筒状の炭素物質であるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）より短い構造を持つ。このカーボンナノベルトを鋳型に使えば、所望の構造のＣＮＴが得られるため、ＣＮＴの普及が一気に進む可能性がある。米科学誌サイエンス電子版に１４日掲載された。

伊丹教授らは、歪みのない環状分子を合成した上で、これを筒状構造に変換する手法を考案。安価な石油成分であるパラキシレンを炭素原料に使い、カーボンナノベルトを合成した。カーボンナノベルトには歪みがあるため不安定で、これまで有効な合成手段がなかった。合成したカーボンナノベルトは直径約０・８ナノメートル（ナノは１０億分の１）。各種分析により、このカーボンナノベルトがＣＮＴに似た構造や性質を持つことが分かり、ＣＮＴの部分構造であることが示された。

ＣＮＴは優れた特性を持つが、構造の違いなどによって性質が異なる。従来の製法では、大きさや構造の異なる混合物しか得られないため、ＣＮＴの応用を阻んでいた。カーボンナノベルトを使えば、特定の機能を持つ単一構造のＣＮＴを作り分けられるため、ＣＮＴの本格的な応用を切り開くと期待される。

単一構造のＣＮＴが作れれば、軽くて折り曲げ可能なディスプレーや省電力の超集積中央演算処理装置（ＣＰＵ）の開発、太陽電池の効率化などに寄与する。

また、カーボンナノベルトは赤色の蛍光を発する有機分子であることから、発光材料や半導体材料として使える可能性もある。カーボンナノベルトは東京化成工業が近く市販する予定。

伊丹教授は、「ＣＮＴが抱える諸問題を解決する『鍵分子』になる。現在ではまだ想像できない、未知の機能を発現するという期待もある」と話す。

科学技術振興機構のプロジェクトの一環で研究した。