導電性炭素添加剤といえば、カーボンナノチューブ（CNT）が最前線に立つことが多い。
しかし、代替品にはどのようなものがあるのだろうか？
この記事では、主な選択肢と、それぞれの利点と課題を探る。
CNTの代替品とは？考慮すべき5つのポイント
1.カーボンブラック：広く使われている選択肢
カーボンブラックは様々な用途、特にタイヤ産業で一般的に使用されている。
カーボンブラックは、グラフェンやCNTに比べて1kgあたりのCO2排出量が多い。
また、カーボンブラックは複合材料に高い負荷をかける必要がある。
ミシュランによる2020年の研究では、CNTで補強したタイヤは、他のナノカーボンを使用したタイヤに比べてナノ粒子の放出が少ないことが示された。
このことは、この用途ではCNTがより環境に優しい選択肢である可能性を示唆している。
2.グラフェン：二次元の驚異
グラフェンの特性は高く評価されているが、その製造方法には問題がある。
ハマーの方法のような "トップダウン "アプローチは、エネルギーを大量に消費し、大量の水を必要とし、過酷な化学薬品を使用する。
これらの要因により、グラフェンの製造はCNTよりも環境にやさしくなく、コストが高くなる可能性がある。
3.比較と市場考察
これらの材料の採用を検討する際には、特性と環境への影響の組み合わせが極めて重要である。
CNTは高い機械的強度を持ち、構造材料からエレクトロニクスまでさまざまな用途に使用されている。
CNTの市場は、特にリチウムイオン電池のようなグリーンテクノロジーにおいて拡大しており、電池性能を高める導電性添加剤としての役割を果たしている。
4.合成と応用
CNT、グラフェン、カーボンブラックなどのナノ構造材料の合成は、その形態、サイズ、相に影響される。
これらの要因は、ひいてはそれらの特性や用途に影響を与える。
異なる混成状態のカーボンはユニークな特性を示すため、幅広い応用が可能である。
この多様性は、PECVDなどの方法で製造され、航空宇宙、自動車、スポーツ用品などの分野で不可欠なCNTにとって大きな利点である。
5.環境および生産上の課題
カーボンブラックとグラフェンはCNTの代替材料であるが、それぞれの材料には環境と生産に関する明確な課題がある。
CNTは、特にグリーンテクノロジーや先端材料のような需要の高い分野において、環境面での利点と優れた性能特性のバランスを提供すると思われる。
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