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防弾チョッキの１２倍の強度、世界最強繊維を韓国研究チームが開発
現在まで最強の人造合成繊維には「ケブラー」が選ばれる。 火に強く銃弾も通さないため、
防弾チョッキの素材としてよく使われる。 ところが韓国の研究チームがケブラーよりもはるかに
強い合成繊維の製造に成功した。
漢陽（ハニャン）大電気生体工学部のキム・ソンジョン教授チームは２日、ケブラーよりも
１２倍も強い合成繊維を開発したと明らかにした。 研究の結果は学術誌「ネイチャーコミュ
ニケーション」１日付に発表された。
キム教授チームはナノ材料のグラフェンと炭素ナノチューブを利用した。 両材料を結合
させた後、高分子（樹脂）に混ぜて繊維形態にする。 キム教授は「炭素原子が蜂の巣の
ように細かく並ぶ超微細構造が、ケブラーよりも強い繊維の特性を生み出す」と説明した。
こうして作られた合成繊維は「夢の繊維」と呼ばれる蜘蛛の巣より６倍、ケブラーより１２倍
も強い。
キム教授は「今回つくられた合成繊維は追加の熱処理や他の工程が必要なく、大量
生産も可能」と述べた。 この繊維は丈夫で電気をよく通す性質があり、防弾チョッキや
センサー製作など、さまざまな用途で使用が可能という説明だ。
中央日報 2012年02月03日15時39分
URLﾘﾝｸ(japanese.joins.com)
Synergistic toughening of composite fibres by self-alignment of reduced graphene oxide and carbon nanotubes
Min Kyoon Shin, Bommy Lee, Shi Hyeong Kim, Jae Ah Lee, Geoffrey M. Spinks, Sanjeev
Gambhir, Gordon G. Wallace, Mikhail E. Kozlov, Ray H. Baughman, Seon Jeong Kim
Nat. Commun. 3 : 650 doi:10.1038/ncomms1661 (2012)
URLﾘﾝｸ(www.nature.com)
URLﾘﾝｸ(www.nature.com)
Figure 1: Preparation and structure of polymer composite fibres.
(a) Schematic diagram showing the formation of the oriented interconnected network
of RGOFs (curved rectangles) and SWNT bundles (grey lines) as a result of sonication
and subsequent wet spinning. (b) SEM image of the cross-sectional area of a RGOF/
SWNT/PVA fibre (1:1 weight ratio of RGOF to SWNT), which clearly shows the co-assembly
of RGOFs and SWNTs. Scale bar equals 100 μnm. (c) Schematic illustration of structural
evolution between coagulation-spun RGOF gel (left), polymer composite (middle) and
polymer-free fibres (right). Yellow lines and blue curved rectangles represent PVA chains
and RGOFs, respectively. (d) SEM image of the cross-sectional area of a polymer-free RGOF
fibre, which clearly shows the wrinkled RGOFs. Scale bar equals 500 nm.
URLﾘﾝｸ(www.nature.com)
Figure 2: Mechanical properties of polymer composite fibres.
(a) Stress–strain curves of hybrid (1:1 weight fraction of RGOF to SWNT, red line), SWNT/PVA
(green line) and RGOF/PVA (blue line) composite fibres. (b,c) Elastic modulus (circles), tensile
strength (squares) (b) and toughness (c) values of fibres with different weight percents of RGOF
in total carbon nanomaterials. (d) Comparison of toughnesses of prior-art materials1, 6, 13, 16, 18.
Error bars in b, c represent the minimum and maximum values obtained from five independent experiments.
URLﾘﾝｸ(www.nature.com)
Figure 3: Structural changes of hybrid fibres during tensile tests.
(a,b) SEM images showing the surfaces of hybrid fibres before stretching (a) and after fracture (b).
The arrows of (a) and (b) indicate the fibre axis. Scale bar equals 1 μm, and the inset scale bar in
(b) equals 200 nm. (c) Schematic illustrations showing structural changes of hybrid fibres generated
during tensile tests. Black rectangles, black lines and blue curved lines are RGOFs, SWNTs and PVA
chains, respectively.
>>2辺りに続く