【5分でわかる】炭素リボン(グラフェンナノリボン)とは?実用化でどう生活が変わるかわかりやすく解説

スポンサーリンク

27日に名古屋大学の研究チームが
「グラフェンナノリボン」(GNR)の
精密合成に世界で初めて成功した!
とニュースで話題になってますね。

しかし多くの方が
「グラフェンナノリボン」てなんだ?
それが実用化されるとどうなるんだ?
と疑問に思っているのではないでしょうか。

そこで今回は
全く電子工学の知識がなくても
「グラフェンナノリボン」がなんなのか?
どのように私たちの生活に関わってくるのか?
がわかるように詳しく解説していきます!

グラフェンナノリボンは半導体の材料

グラフェンナノリボンというのは
半導体の材料となり得るものなので
まずは半導体がなんなのか?
を説明していきます。

そもそも半導体とは?

半導体といえばこのCMを
思い出す方もいるのではないでしょうか?

小学生のころの理科の実験で
電球と電池の間に金属やゴムを挟んで

「金属は電気を通すけど
ゴムは通さない」

といったことをしましたよね。

しかしそれらを混ぜたらどうなるでしょう。

電気を通さない木材やプラスチック
電気を通す鉄や銅

それらを混ぜ合わせたり
配合を変えてみたり
これが半導体のもととなります。

金、銀、銅、アルミニウム
といった電気を通すものが
「良導体」や「導体」と呼ばれます。

逆に電気を通さない
紙、ガラス、ゴム
といったものが
「不導体」「絶縁体」と呼ばれます。

そしてその中間である
条件によって
電気を通したり通さなかったりする物質が
「半導体」です。

条件というのは
低温の時は電気を通さないけど
温度が上がると通すようになる
などですね。

半導体の原理を用いて開発されたもの
そんな半導体の原理が
使われている身の回りのものがあります。

ダイオード

LEDと呼ばれる発光ダイオードも
ダイオードの一種ですね。

トランジスタ

トランジスタは
小さな電流を大きくしたり
ON・OFFの切り替えを行ったり
といったことができます。

そしてダイオードや
トランジスタなどの組み合わせによって
回路を1枚の小さなチップにまとめる
技術を用いて開発されたのが
「IC(集積回路)」です。

皆さんが普段使用する
「Suica」や「クレジットカード」にも
ICは使われていて
他にも半導体は
私たちが日常で使う
様々なもので使われています。

スマホ
タブレット
パソコン
テレビ
デジタルカメラ
エアコン
電車
銀行のATM
通信系
洗濯機
冷蔵庫
LED電球
ICカード

など・・・

このように半導体は
あらゆる電子機器に組み込まれていて
とても重要な役割を果たしています。

グラフェンナノリボンとは

そして、その半導体デバイスを
いかに最小サイズに収めるかという
微細化競争の中で
今回新たに開発されて
話題になっているのが
「グラフェンナノリボン」です。

「グラフェンナノリボン」は
その半導体を作る材料となります。

それまでは主にシリコンを材料として
作られていた半導体でしたが
そのままでは今後の開発に限界があったようです。

例えばスマートフォンのバッテリー。
これまでの半導体を
そのまま微細化させていくと
様々な理由で
動作させていない状態のスマートフォンにも
電気が流れてしまって
電池がどんどん減ってしまう
ということが起こってしまいます。

そしてそれを防ぐには
シリコン以外で半導体を作る必要があります。
そのシリコン以外の材料というのが
「グラフェンナノリボン」というわけです。

スポンサーリンク

グラフェンナノリボンが実用化されたら?

もしもこの「グラフェンナノリボン」を
材料とした半導体が実用化されれば
あらゆる電子機器が軽量化されます。
「軽量化」という表現では物足りないくらいです。
「微細化」と言った方がいいかもしれません。
身近なところで言えば
モバイルバッテリーなんか
いらなくなると思います。
スマートフォンやパソコン内に
十分バッテリーを蓄積できるようになります。
数ミリサイズのスマートフォンが
実現するかもしれません。
そうなるともはやスマホは
眼鏡に埋め込まれたりしそうですね。

自動車のエンジンに組み込めば
車体重量もかなり削減でき
もしかすると空飛ぶ車も
夢ではなくなるかもしれません。

また、生体インプラント(人体埋め込みチップ)
も実現されれば
スマートフォンを体内に取り込み
頭の中で他者とのコミュニケーションが
取れるようになるなど
私たちがかつてSF映画で観ていたような世界に
大きく近づくことができます。

ちなみに半導体の微細化の究極は
大人気映画「ターミネーター2」で登場した
液体金属のT-1000です。
あれこそ超微細化された
CPUが組み込まれていると思います。

まあそれは冗談にしても
今回のグラフェンナノリボンはそのくらい
我々の生活を大きく変える可能性のある
夢のある技術だということです。

ネットの反応は

これは近い将来、日本の経済を潤す強力な武器になりそう。
他国に技術を奪われないよう注意しないとな。

とにかくこのような重要な技術はしっかりガードすべき。いち早く実用化できれば産業革命並の革新となるので、技術覇権を握ることができる。

へぇ。他の人のコメントを見る限りでは、かなりテクノロジー分野での画期的な成果のようですね。
最近、自分でバイク整備はじめたけど、すごい熱をおびるマフラーのフランジ部なんかは鉄が使われてる。錆対策も結構大変。
熱に強い炭素素材が効果的に使われ出すと、バイクの様相もまったく激変するでしょうね。
これは産業活性化の起爆剤になるでしょうね!

中国はもちろんアメリカにも盗まれないようにしないといけません。
そのような技術は国が保護してあげるべきです。
日本の国力の源ですから、そして日本の研究者たちに援助をすべきだ。
今の状態でよくこのような研究成果を出したと感心します。
技術率国日本を再び蘇らせて国力増強を計る事が一番です

それだけではなく、電磁場を利用した浮遊技術がすでに成功した。NECと京大、東大、筑波大など共同研究で開発した。タイヤのなし自動車など実用化目指す。すでにトヨタ、マツダ、ホンダ、三菱他など、共同研究してるが、国は空中道路など整備計画を動き始めた。
ドローンは空力で浮かぶが、密度が低い部屋では使えず、浮遊技術ならではどこでも浮かべるのでデメリットはない。
実用化するのは2030年だと言う。どんな未来世界が楽しみだな。

DNAとよく似ている気がする。
もっと色々と面白いものが作れそうだ。
カーボンナノファイバーで人工生命を作れば、
不死身で強靱な生物が作れるようになり、
宇宙でも放射線の影響を受けず活動できるのだが、
人間と共存が可能だろうか。

炭素は良導体だと思っていましたが、ミクロの形状変化で半導体になるとは驚きました。
もともと電導率が非常に良いから、もしこれをつかってスイッチング速度が上がると、すごい事になりそうですね。熱にも強いし、もしかして革命的な大発見…。

今回の成果にかなり期待している
コメントが多いですね。
しかし中にはこの技術を
他国に取られないかと
危惧している声も多いようです。

確かにそれも心配ですね。
技術や生活面での発展とともに
経済産業発展のためにも
日本の誇れる技術として
今後発展していくことに期待しましょう.



スポンサーリンク