世界最高強度の物質、3次元に転換成功 実用化へ前進か

原子顕微鏡で見ると、グラフェンは6角形を蜂の巣状に並べた構造をしている

原子顕微鏡で見ると、グラフェンは6角形を蜂の巣状に並べた構造をしている

MITの研究者らはコンピューターモデルを使用し、グラフェンの2次元の薄片から3次元構造を作り出すのは可能かを確かめた。そのためには薄片を互いに融合させる必要があり、薄片が安定した統合体を形成するまで熱や圧力を大量に加えることでこれを実現した。

次に生物学的な素材に目を向け、新物質のひな形となり得るような自然発生的な幾何学形状を探した。研究者らが着目した形状のひとつが「ジャイロイド」だ。

ジャイロイドは多孔質の連続的な表面を持つ形状で、スポンジに少し似ている。体積あたりの表面積が大きい。互いに融合させたグラフェンの薄片をこうした形状に並べれば、非常に軽いものの強度の高い物質が形成されることが分かった。

まだ研究の余地はあるものの、チン氏はいつの日か、グラフェンを使ったジャイロイド状の物質が工学や建築の分野で広く使われるようになるかもしれないと見込んでいる。鉄よりもずっと軽い物質を使うことで、建設時の二酸化炭素排出の大幅な削減につながる可能性もある。

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