Letter グラフェン系複合材料 2006年7月20日 Nature 442, 7100 doi: 10.1038/nature04969 グラフェンシートはsp2結合した炭素からなる単原子厚の2次元層で、さまざまな意外な特性をもつと予測されている。グラフェンシートの熱伝導率と機械的剛性は、グラファイトの面内における並外れた値（それぞれ3,000 Wm-1K-1と1,060 GPa）に匹敵する可能性があり、破壊強度は（欠陥の種類が同様であれば）カーボンナノチューブに匹敵すると考えられる。最近の研究によって、1枚のグラフェンシートは、極めて高い電子輸送特性をもつことが示された。これらの特性を応用に活かすために考えられる方法の1つは、グラフェンシートを組み込んだ複合材料であろう。そのような複合材料を製造するためには、十分な規模でのグラフェンシートの生産ばかりでなく、各種母材にグラフェンシートを導入して均一に分散させる必要がある。グラファイトは安価で大量に入手可能であるが、残念ながら、はがして1枚ずつのグラフェンシートにすることは容易ではない。今回我々は、完全に剥離して化学的に修飾したグラフェンシートをポリマー母材内に分子レベルで分散させることによってグラフェン-ポリマー複合材料を作製する一般的方法について報告する。この方法で形成されたポリスチレン-グラフェン複合材料は、室温電気伝導性をもつようになるパーコレーション閾値が約0.1体積パーセントである。これは、カーボンナノチューブ含有材料を除くあらゆるカーボン系複合材料に関して報告された中で最低の値である。この複合材料は、わずか1体積パーセントで導電率が約0.1 Sm-1となるが、これは多くの電気的用途に十分な値である。今回のグラフェンシート特性の化学的なボトムアップ式調整方法によって、多様な新種のグラフェン系材料が作製できるようになり、さまざまな応用が可能となるだろう。 Full Text PDF 目次へ戻る
