CNTを用いた高機能樹脂の特徴と実用化に向けた成形での課題

摘要

カーボンナノチューブ（CNT）は1991年に飯島澄男博士により発見された比較的新しい材料である。CNTは、炭素原子のみから構成される繊維状物質であり、その直径はおおよそ0.8～150nmである。炭素原子のみから構成され、かつ繊維状物質である炭素繊維（CF）の直径は数μm程度であるため、CNT の直径はCFに比べかなり小さい。そのため、CNT は非常に大きな比表面積をもつ材料であり、その範囲はおおよそ200～1，200m~2/gである（開口CNTでは2，000m~/gを超える値も報告されている）。炭素繊維とCNTの違いは、CF中の炭素の状態がきちhと決まっていないのに対して、CNTはグラファイトを筒状に丸めた構造であるため、その化学構造が明確に決まっている点である。そのため、CNTはCFと異なり、理想状態においては（末端部分を除く）すべての炭素原子がsp~2混成軌道を有している。このことから、CNTは機械強度や耐熱性（酸化されにくく、空気がない環境であれば3，000°C程度でも耐えられる）、熱伝導性（キャリアは主にフォノン）に優れる材料であると考えられている。