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中国・浙江大、ヘリウムより軽い超軽量カーボンエアロゲルを開発

グラフェンWikiより。
中国・浙江大、ヘリウムより軽い超軽量カーボンエアロゲルを開発


中国・浙江大学の研究チームが、カーボンナノチューブとグラフェンを用いたエアロゲルを
開発したと報じられています。密度は0.16mg/cm3しかなく、ヘリウムより軽いそうです。
軽いだけでなく、最大で自重の900倍の油を吸収することができることから、石油の流出事故の際の
重油の回収などにも応用が期待できます。
製法も従来のゾルゲル法、テンプレート法と異なりフリーズドライ処理にて任意の形状に形成することが
できるため、容器サイズ次第で非常に大きな体積のエアロゲルを作製できるそうです。
工業への早期の応用が期待できそうです。

8立方cmサイズのカーボンエアロゲル (出所:浙江大学)
8立方cmサイズのカーボンエアロゲル (出所:浙江大学)


Nature レビュー:Solid carbon, springy and light
Nature 494,404(28 February 2013)doi:10.1038/494404aPublished online 27 February 2013


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中国・浙江大学の研究チームが、カーボンナノチューブ(CNT)とグラフェンを用いたエアロゲルを開発し、
超軽量材料の世界記録を更新した。密度は0.16mg/cm3しかなく、ヘリウムより軽い。
2013年2月18日付けの Advanced Materials に論文が掲載されている。
また、2月27日付けの Nature にも同研究のレビューが紹介されている。

今回開発されたエアロゲルは、市販のCNTと化学処理された大面積グラフェンの複合材料であり、
超軽量性に加えて-190℃~900℃と広い温度範囲で極めて高い弾性を示す。
構造的には、CNTが肋材となって、グラフェンの壁を支える役割を果たすという。

 最大で自重の900倍の油を吸収することもできる。有機物を高速で吸収する能力もあり、
1グラムのエアロゲルで毎秒68.8グラムの有機物を吸収できる。
このため、海洋での石油流出事故に使える可能性がある。
その他、エネルギー貯蔵材料、触媒キャリアなどの材料にもなるとみられる。

 従来のエアロゲルの製法としては、ゾルゲル法とテンプレート法がある。
ゾルゲル法はエアロゲルを簡単に大量合成できるのが利点だが、制御性に問題がある。
テンプレート法を用いると規則的な構造形成が可能だが、テンプレートの精密な構造・寸法が要求されるため
量産性に問題がある。研究チームでは今回、エアロゲルの新しい製法としてフリーズドライ法を開発した。
この方法では、CNT・グラフェン溶液をフリーズドライ処理することで、任意の形状に整形できる
カーボンスポンジを得られる。テンプレートを必要としないため、エアロゲルの大きさは
容器のサイズだけで決まる。容器を大きくすれば、数千cm3以上の大きなエアロゲルを
作製することもできるという。
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