次世代エレクトロニクス材料として期待が高いカーボンナノチューブが、一定の条件下で特定のガスを通したり、遮断したりできるバルブ(弁)の役割を果たす性質があることが、首都大学東京大学院、産業技術総合研究所の研究者たちによって発見された。
科学技術振興機構の研究助成を受けた成果で、今後、ガスセンサーや分子選択的なナノバルブの実用化につながると、期待されている。
カーボンナノチューブは炭素原子のみからなる大きさがナノメートル(ナノは数十億分の1)規模の円筒状物質。単層のカーボンナノチューブが内部に水を吸着させる性質を持つことは、真庭豊・首都大学東京大学院助教授、片浦弘道・産業技術総合研究所自己組織エレクトロニクスグループ長ら、今回と同じ研究チームによってこれまでに見つかっていた。
今回、アルゴン、クリプトン、酸素、窒素、メタン、エタン、二酸化炭素という7種類のガスについて調べたところ、例えば、1気圧のメタンの場合では、約セ氏マイナス30度以下でカーボンナノチューブ内部から水分子が追い出され、代わってメタンが内部に進入した。
一方、ヘリウム、水素、ネオンではセ氏マイナス170度以下まで水分子は安定にカーボンナノチューブ内部に留まった。
こうした結果は、カーボンナノチューブが、新たなガスセンサーや分子選択的なナノバルブの実用化につながる可能性があることを示している。研究チームは、今後、実用化を進める計画で、関連技術を持つ企業の参加を求めている。