ナノカーボンは、ユニークな特性を持ち、幅広い用途に理想的な魅力的な材料群である。これらの材料は、カーボン・ナノ材料という広範なカテゴリーの一部であり、それぞれが独自の特性と用途を備えている。
ナノカーボンの7つの主な種類を解説
1.カーボンナノチューブ（CNT）
カーボンナノチューブは円筒状の構造で、その直径は一般的にナノメートルの範囲にある。
単層構造（SWCNT）と多層構造（MWCNT）がある。
SWCNTは単一のグラフェン層で構成され、MWCNTは複数の同心円状のグラフェンシリンダーで構成される。
CNTは、その卓越した電気伝導性、熱伝導性、機械的強度で知られ、エレクトロニクス、複合材料、エネルギー貯蔵デバイスなどに利用されている。
2.グラフェン
グラフェンは、2次元ハニカム格子に配列した炭素原子の単層である。
電気伝導性、熱伝導性、機械的強度が高いことで知られている。
グラフェンは、エレクトロニクス、複合材料、材料の強化剤など、さまざまな用途に使用されている。
3.フラーレン
フラーレンは、炭素のみで構成される球状、楕円体状、または筒状の分子である。
最も一般的なフラーレンはC60分子で、別名バックミンスターフラーレンとも呼ばれ、サッカーボールのような構造をしている。
フラーレンは、材料科学、電子工学、医学、特に薬物送達システムで使用されている。
4.カーボンナノファイバー（CNF）
カーボンナノファイバーは、円柱状のナノ構造を持つ繊維状物質である。
グラファイト状の微結晶構造を持ち、高い表面積、導電性、機械的特性で知られている。
CNFは複合材料、電極、ろ過システムなどに使用されている。
5.炭化物由来炭素（CDC）
炭化物由来炭素は、金属炭化物から金属を選択的に抽出することによって製造される。
その結果、高い表面積と調整可能な細孔構造を持つ炭素リッチ材料が得られる。
CDCは、エネルギー貯蔵、触媒、ガス分離などの用途に使用されている。
6.カーボン・ナノ・イオン（CNO）
カーボンナノオニオンは、同心円状のグラフェン層からなる球状のカーボンナノ粒子である。
CNOは、そのユニークな構造と特性により、触媒、水素貯蔵、潤滑剤などに応用されている。
7.MXエン
純粋な炭素ではないが、MXenは初期の遷移金属炭化物、窒化物、炭窒化物からなる二次元材料の一種である。
グラフェンに似た性質を持ち、エネルギー貯蔵、電磁波シールド、触媒などに利用されている。
これらのナノカーボンはそれぞれ、エレクトロニクスやエネルギー貯蔵から生物医学や環境技術に至るまで、特定の用途に適したユニークな特性を備えている。
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