近畿大学が開発した革新的触媒でカーボンナノチューブの成長が飛躍的に進化

カーボンナノチューブの未来を拓く新触媒の開発

近畿大学理工学部の研究チームが行った最新の研究は、未来の素材として注目されるカーボンナノチューブ（CNT）の成長技術に革新をもたらしました。近畿大学の准教授・杉目恒志氏をはじめとする研究グループは、高温環境で長期間CNTを成長させるための新たな触媒を開発し、その成果は国際学術誌「Carbon」に掲載されることが決まりました。

高品質カーボンナノチューブの重要性

カーボンナノチューブは直径がナノメートルスケールのチューブ状素材であり、その特性は防音材や構造材料、さらにはエレクトロニクス分野にまで広がっています。軽量で電気・熱の伝導性が高く、引張強度も優れていることから、CNTの需要が高まっています。しかし、高品質で長尺のCNTを効率良く成長させることは、多くの研究者の課題の一つでした。

新しい触媒の開発プロセス

今回、杉目准教授とそのチームは、これまでの研究において有望視されていたレアアース元素を用いた触媒に注目しました。従来のガドリニウム（Gd）に代わり、エルビウム（Er）とスカンジウム（Sc）を組み合わせた触媒を開発。特にScを使用した際には、900℃の高温環境下でもCNTの成長寿命が大幅に延びることが実証されました。

研究成果の意義

研究チームの成果によれば、ScはCNT成長を助ける触媒として非常に効果的であり、他の材料と比較して長寿命化を実現しました。これによりCNTが短くなるリスクを減少させ、高品質なCNTの合成が可能になると期待されています。実際、800℃でも3種類の触媒すべてで3時間以上の成長寿命を示し、すべて1cmを超えるCNTフォレストを形成しました。