カーボンナノチューブ（CNT）は、炭素原子で構成される円筒状の構造体で、直径は通常ナノメートル領域、長さはマイクロメートルからセンチメートルまで様々である。これらの構造体は、鋼鉄やその他の従来の材料を凌ぐ、卓越した機械的強度を示す。この高い強度と独自の熱的・電気的特性により、CNTは構造材料、スポーツ用品、航空宇宙部品、電子機器など、さまざまな用途で高い価値を発揮している。
カーボンナノチューブの構造
カーボンナノチューブは、グラフェンとして知られるグラファイトの単層を、継ぎ目のない円筒状に巻き取ることによって形成される。このチューブ内の炭素原子の配列は六角形の格子状になっており、これが強度と柔軟性に寄与している。CNTの構造は、単層カーボンナノチューブ（SWCNT）と多層カーボンナノチューブ（MWCNT）の2種類に大別できる。単層カーボンナノチューブ（SWCNT）と多層カーボンナノチューブ（MWCNT）である。SWCNTは単一のグラフェン層からなり、MWCNTは複数のグラフェン層が互いに同心円状に入れ子になっている。
- カーボンナノチューブの特性機械的特性：
- CNTは、並外れた引張強さと柔軟性で知られている。破断することなく曲げたりねじったりできるため、複合材料の補強材として理想的である。熱的特性：
- CNTは高い熱伝導性を示し、効率的な熱放散や熱伝達を必要とする用途に有益である。電気特性：
- CNTはその構造によって金属性にも半導体性にもなる。この可変性により、導電性材料からトランジスタまで、幅広い電子デバイスに使用することができる。化学的性質：
CNTは比較的不活性で安定しているが、他の材料との相溶性を高めたり、特定の化学的官能基を導入するために官能基化することができる。カーボンナノチューブの応用
- CNTのユニークな特性は、多くの分野での利用を可能にしている：
- 構造材料： 構造材料：強度と耐久性を高めるために複合材料の強化剤として使用される。
- エレクトロニクス その制御可能な電気特性により、半導体、トランジスタ、その他の電子部品に使用。
- エネルギー貯蔵： 電池やスーパーキャパシタに組み込んで性能を向上させる。
バイオメディカル用途： 生体適合性とナノスケールのサイズにより、薬物送達システムや組織工学の足場として使用される。
カーボンナノチューブの生産と利用における課題：
