22/01/02 17:09:17.74 Q7P5ROVs.net
去年の話だが、機械的強度測定の話が含まれてた
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住友電工テクニカルレビュー
新規成長法による超高強度カーボンナノチューブ線材
この図に示すように 従来の CNT 集合線では単繊維の持つ強度をはるかに下回 り、市販の炭素繊維に届くような強度さえも得られていなかった。
この NEDO プロジェクトの中 で、筑波大学にて、CNT 単繊維の強度測定を行った。
測定 手法はシリコン基板上の溝をまたぐように成長した CNT に対して、ガスブローを行い、破断する際の単繊維のたわみ 量から破断強度を求めた(7)。
その結果、計算で求められて いる100GPa(8)と同等の単繊維強度であることが確認された。
従来報告されている CNT 集合線の引張強度は、 高くとも3GPa までであり、市販の炭素繊維の強度(最大 7GPa)に及ばなかった。
しかし今回開発した手法によっ て作成した CNT 集合線は、6GPa 以上の線が再現性良く得 られている。
樹脂を含浸した集合線では約14GPa と市販 の炭素繊維を大きく超えており、CNT 線材としても世界最 高強度を得られた。
また、集合した線に撚りをかけた場合 には、引張強度は低下したが、伸びが大きくできることが わかり、集合後の後処理によって、引張強度と伸びのコン トロールが可能であることを示している(9)。
また、その後 の工程開発により1m 程度まで集合線を巻き取ることも実 現し、その引張強度も適当な後処理を行うことで、10GPa 以上を再現性良く得ることができている。
本工程により連 続成長した CNT 線材は手作りではあるが、すでに1m に達 し、量産工程の第一歩を踏み出した(写真2)。
また、本線材を束ねておもりを持ち上げるデモも行った(写真3)。
写真3 Φ0.4mmで1kgを持上げ可能
更に未来の用途として、宇宙エレベーター※3 のテザーと呼ばれる主要構造材(ケーブル)は、設計上の
比強度から CNT でしか実現できないため(11)、本超高強度 CNT 線材に大きな期待が寄せられている(図9)。
図9 宇宙エレベーターの予想図((株)大林組様ご提供)