カーボンとは

ダイヤモンドは電気を通しません。ダイヤモンドはモース硬度が10あり、天然に存在する物質で実用できるもので一番硬い材料といわれています。熱伝導率は高く1000～2000(W m−1 K−1)あります。硬い材料なので、研磨剤や砥石の原料として使われています。日本では、工業用に使われる人造ダイヤを、住友電気工業株式会社さんが作られています。スワロフスキーが人造ダイヤを使った宝石を作られております。 市場に人造ダイヤが沢山出回る事で、人造ダイヤモンドの価格が下がる事が期待されています。

ダイヤモンドを立方晶ダイヤという言い方をすると、六方晶ダイヤと言われるロンズデーライトがあります。炭素原子が六方晶の構造なので、純粋なロンズデーライトであれば、ダイヤモンドよりも58%も高い硬度を持つことが計算により予想されています。 それは、ロンズデーライトは不安定であり、地球上には隕石痕など非常に限られた場所でしかみつかっていないためです。 0.1 mmを超える大きさのロンズデーライトの単結晶は存在しないことから、まだ判っていない事が多い材料です。

写真はフラーレンＣ60と言われる、60個の炭素原子からなる分子です。 他にも、Ｃ70やＣ540といった同素体の材料も見つかっています。フラーレンも六方晶構造で、強固な球体となっています。フラーレン単体では、潤滑剤としての利用がされています。日本では産業用分野のフラーレン、フラーレン誘導体を大量製造されているフロンティアカーボンさんという会社があります。 フラーレンの応用で「カーボンナノカプセル」や「フラーレンポリマー」も開発されています。また「ダイヤモンド・ナノロッド凝集体」や「超硬度ナノチューブ」が開発されており、通常「ハイパーダイヤモンド」といわれています。 この材料はダイヤモンドの３倍の硬度があり、どちらも「ナノダイヤモンド」と分類されています。

カーボンナノチューブは、六方晶構造のグラフェンが円筒に繋がりチューブ状になったものです。 ナノチューブの結晶構造は３種類見つかっております。筒の一方が閉じた角状のものをカーボンナノホーンといいます。カーボンナノチューブも六方晶構造なので非常に強固な材料です。近年、カーボンナノチューブを効果的に分散化される技術をもつ会社が見つかり、従来の自動車部品のバンパーやフェンダー部分以外への応用が期待されています。