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グラフェンの特徴とグラフェンに期待されている実用例まとめ

新しいナノ素材として注目を集めるグラフェンをご存知でしょうか?「何となく聞いたことがある気がする…」という方のために、知っていて損はないグラフェンの優れた特徴と、期待されている実用例についてまとめてみました。

そもそもグラフェンって何?

グラフェンについて考える女性

グラフェンは炭素原子が蜂の巣のように結びついたシート状の結晶炭素です。2010年度のノーベル物理学賞に輝いた、マンチェスター大学の物理学者アンドレ・ガイム氏とコンスタンチン・ノボセロフ氏によって発見されました。

アンドレ・ガイム氏は、ノーベル賞とイグノーベル賞を双方受賞した人物です。

ITmediaより引用:https://eetimes.jp/ee/articles/1609/15/news019.html

新素材グラフェンは21世紀の大発見

グラフェン発見のきっかけになったのは、複数構造のグラファイトから剥がされて捨てられていた粘着テープの観察です。グラファイトの表面に付着したゴミを取る際に使われていた粘着テープを観察してみると、数層のグラファイト片が見えたとのこと。「この薄片から1層だけ採取できるかも」と考えたアンドレ・ガイム氏の研究チームが、2004年にグラファイト(黒鉛)から単層のグラフェンを剥がすことに成功します。

イギリスの鉱山で鉛筆の原料となるグラファイトが発見されたのは16世紀、単層のグラフェンの存在を証明するまでに450年もかかりました。

グラフェンの優れた特徴と期待されている実用例

グラフェンの構造モデル

グラフェンの優れた特徴

グラフェンはダイヤモンド並みの引っ張り強度を持ちながら、柔軟に折れ曲がるという特徴があります。さらに、導電性や熱安定性が高く透明であるという特徴から、貴金属またはシリコンの代替品として注目されています。

ちなみに、グラフェンは1ナノメートルという原子1個分の厚みしかありません。ナノとは1メートルに対して10億分の1を表す単位です。強靭でしなやかなグラフェンは、きわめて薄く軽いという特徴も兼ね備えている夢の素材なのです。

グラフェンに期待されている実用例

実用例として期待されているのは以下の材料です。

  • 放熱材料(放熱モジュール・放熱シートなど)
  • 透明電極材料
  • 導電インク(導体材料)

放熱・導体材料としての実用例が期待されるグラフェンは、貴金属とは違って酸素や水分と反応して錆びることはありません。そのため、生体センサーやバイオセンサーなどの応用にも期待されています。

グラフェンは今後も注目の新素材

こちらでは、グラフェンの優れた特徴と期待されている実用例についてお伝えいたしました。グラフェンは2次元の炭素原子シートですが、サッカーボールのような球状にするとフラーレンという炭素分子ができます。そのため、放熱・導体材料の他に、化粧品や健康食品への応用も期待されています。

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