世界を変える二次元物質「グラフェン」の新たな使い方が判明! 極薄なのに瞬時にダイヤモンドより硬くなり、弾丸をも防ぐ!

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世界を変える二次元物質「グラフェン」の新たな使い方が判明! 極薄なのに瞬時にダイヤモンドより硬くなり、弾丸をも防ぐ!の画像3画像は「Thinkstock」より

■グラフェンを二層重ねると……

 さて、そんなグラフェンにこのたび新たな性質が見つかった。米・ニューヨーク市立大学の先端科学研究所の研究チームが今月18日付の専門誌「Nature Nanotechnology」に発表した論文によると、グラフェンを二層重ねた「ジアメン(diamene)」は通常は柔らかいフィルム状なのだが、強い圧力を受けると瞬時にダイヤモンドより硬くなるという。その硬度は弾丸を打ち込まれても止めてしまうほどの強さだという。

 なぜペラペラのフィルムが弾丸を止めるほど強くなるのか? 研究によれば、ジアメンの二層のシートに強い圧力がかかり、へこんだ状態になると、その場所では炭素原子がダイヤモンドのような構造になるという。ダイヤモンドもグラフェンと同じく炭素原子から構成されているが、平面的なグラフェンに対し、ダイヤモンドは三次元的に結合している。ジアメンは特定の条件化でダイヤモンドの特性を引き出せるということだ。不思議なことに、ダイヤモンドより硬くなったのはグラフェンを二層重ねた場合だけで、層を増やしても強度が上がることはなかったという。

 残念ながら現在のところ、グラフェン製の防弾ベストは実用化されていない。しかし、炭素原子の結合の仕方によって物質の強度、柔軟性、熱・電気伝導度などといった特性は変わる。グラフェンを思い通りの特性に操作できれば、宇宙開発や医療など様々な場所で活用されるだろう。我々の未来はグラフェン研究の進歩が握っているのやもしれない。

(編集部)

参考:「Science Alert」「Nature Nanotechnology」「Wikipedia」ほか

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