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ナノテクノロジーの世界フラーレン

カーボンナノチューブナノガラスナノワイヤナノ空間

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ナノテクノロジー

! ナノ　nano 10-91m : 1nm≈地球：ピンポン球

! これより以下原子のスケール100種類程度

! 物質の個性最小レベル

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ファインマンのナノテク

! トップダウン的手法! リソグラフィー 光による微細加工ナノスケール

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ドレックスラーのナノテク

! 原子・分子 ↓[アセンブラー（機械）] ↓（プログラム）　　物体

! タンパク質合成アミノ酸 ↓[リボソーム]　 ↓(DNA)タンパク質

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トップダウンとボトムアップ

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ナノテクノロジーの利用

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ナノテクノロジーの応用分野

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ナノテクノロジーの利用! ナノマテリアルフラーレンナノチューブナノワイヤーナノクラスターナノ空間材料ナノガラス　デンドリマー

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新規ナノスケール物質

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フラーレン

! C607>=:"

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カーボンナノチューブ

! 飯島澄男（NEC基礎研) 1991年C60大量合成法の研究中 陽極：C60 陰極：ナノチューブ

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カーボンナノチューブの生成

! レーザー蒸発法レーザービーム　バルク物質に照射分解・蒸発　→　微粒子

! アーク放電法黒鉛電極→アーク放電→微粒子

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単層・多層カーボンナノチューブ

! 単層　（左）! 多層　（右）

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フラーレンとカーボンナノチューブ! ピーポッド　peapod (サヤエンドウ)

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カーボンナノチューブ：応用

! 研究は始まったばかり燃料電池用電極トランジスター水素吸蔵

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ナノガラス

! ガラス材料ガラスの原子・分子レベルの構造制御 →　優れた特性・機能 光学的　電磁気的　機械的　化学的

レーザー照射組成変化ガラスの強度増加

光の基板回路桁違いの大容量データ高速通信　（可能性）

ナノガラス薄膜大容量DVD

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ナノガラス

図1　一つの紫外光の照射で、粒径で決まる様々な色の発光を示す。

(a)室内光での概観 (b)紫外線照射での発光

図2　ガラスナノコンポジット

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ナノワイヤ

! トンネル顕微鏡を使った重合反応ジアセチレン　単分子膜STM探針　電圧パルス重合反応　ポリジアセチレン（導電性）ナノワイヤ

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ナノ空間　1

! ゼオライト結晶性の無機多孔質材料均一な分子レベルの細孔規則正しい配向

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ナノ空間　2

! 多孔性配位高分子Cu2+ + pzdc→２次元レイヤー→（ＬーＬ）→多孔性

! 酸素分子の吸着規則正しく配列固体状酸素分子

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ナノ空間　3

! インターカレーション層状化合物 層間に原子・分子・イオンの挿入 種類：グラファイト・金属酸化物(MoO3, V2O5)・　　　　粘土鉱物(モンモリオナイト，etc）

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! リチウム電池

正極ーLiCoO2：LiCoO2 ⇄ □CoO2 + Li+ + e- Liの炭素へのインサーション反応負極ー炭素材料：□C6 + Li+ + e- ⇄ LiC6　　　　　正味：□C6 + LiCoO2 ⇄ LiC6 + □CoO2

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ナノクラスター

! 原子とバルク金属と異なる性質

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ナノ高分子

! デンドリマー第一世代 → 第二世代 →→→+コア → デンドリマー

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デンドリマーの機能性の例

! ヘムタンパク質内（ヘモグロビン内） 酸素：鉄原子と結合タンパク質外 酸素：弱い結合デンドリマー内 タンパク質内と同じ

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