カーボンナノチューブ黒体

カーボンナノチューブ黒体の画像。カメラのストロボを全く反射しない

カーボンナノチューブ黒体はスーパーグロースCVD法による単層カーボンナノチューブ（SWNT）のナノスケール垂直配向構造を利用した、最も黒体に近い物質。^[1] 遠紫外線（UC-C～VUV）から可視光線、遠赤外線（F-IR）200nm－200µmまでの広い波長域で98～99%の光（電磁波）を吸収し、従来の黒体に最も近い物質に比べ3倍の性能を誇る。なおそれ以外の波長域では不明。カーボンナノチューブ薄膜はバッキーペーパーとも呼ばれる。

[編集] 概要

カーボンナノチューブ黒体構造

あらゆる光を完全に吸収できる物体を黒体と呼ぶ。現実的には放射率1の物体は存在しないが、近似的な物質としてカーボンの微粒子でできたチャンネルブラックなどが従来では非常に黒い物質となっていた。ナノテクノロジーの研究によりナノレベルのカーボンでできる黒色、つまりカーボンナノチューブ黒体は全ての光の波長域で放射率0.98以上であり、これは従来物質の特定の光の波長域において最大放射率0.97という性能を凌駕している。これにより現在最も黒体に近い物質としてギネスブックへの登録も米国では考えられている。なおカーボンナノチューブ黒体もカーボンブラックに分類される。

カーボン自体が黒色をしているのに加えて、カーボンナノチューブ黒体はナノチューブ繊維が厚さ10μmのブラシ状に立ち並ぶ構造をしている。ナノチューブ繊維は垂直方向にそれぞれ微少に角度やキラリティーが異なる形で複雑に入り組んでいる。このため繊維に入り込んだ光はチューブの隙間で反射を繰り返しながら減衰し、ナノチューブの森に侵入した光は容易には抜けられず彷徨い続けると考えられている。

[編集] 開発

2009年日本の独立行政法人産業技術総合研究所計測標準部門、水野耕平博士らによって高性能キャパシタ用のカーボンナノチューブ大量生産目的での研究中発見された。鉄触媒とエチレンガスを独自のスーパーグロースCVD法を用いる事によって基盤上にSWNT膜を生成し、密度と厚みを調整する事により得られる。^[2]

[編集] 応用範囲

研究段階のため製品化はされていないが想定される応用範囲は以下のように考えられる。

視覚的に美しい黒が要求されるディスプレイ、エレクトロニクス分野
放射温度計測や測光学的標準などの計測分野
高感度の熱赤外線分野
人工衛星などの真空中での熱放射用途
光・赤外遮蔽などのステルス (軍事)分野

[編集] 脚注

^ 産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センター、カーボンナノチューブ黒体
^ K. Mizuno et al. (2009). “A black body absorber from vertically aligned single-walled carbon nanotubes”. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 6044-6077. DOI: 10.1073/pnas.0900155106.

[編集] 関連項目

[編集] 外部リンク

フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 Text is available under GNU Free Documentation License.

最終更新 2009年11月15日 (日) 23:55 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
【カーボンナノチューブ黒体】変更履歴

[0] 産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センター、カーボンナノチューブ黒体

[1] K. Mizuno et al. (2009). “A black body absorber from vertically aligned single-walled carbon nanotubes”. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 6044-6077. DOI: 10.1073/pnas.0900155106.

[1]

[2]