グラフェンに関する一般的な誤解（第一章）

11/21/2024

2004年、英国マンチェスター大学の2人の科学者、アンドレ・ガイムとコンスタンチン・ノボセロフは、粘着テープを使ってグラフェンをグラファイトから剥がすことに成功し、グラフェンの整数量子ホール効果と室温での量子ホール効果を研究した。2人は2010年のノーベル物理学賞を受賞した。

新素材の王様として知られるグラフェンは、単層または数層の炭素原子で構成された2次元結晶です。グラフェンの理論的特性は非常に優れており、現在、世界で最も小さい抵抗率、最高の熱伝導率、最高の電子移動度、そして最も硬く最も柔軟な材料であり、幅広い応用展望を持っています。グラフェンとノーベル賞のつながり以来、グラフェンの概念は熱く、グラフェン製品は際限なく登場しました。10年以上の急速な発展を経て、グラフェンは徐々に一般大衆に認知され、受け入れられてきましたが、多くの人々はグラフェン製品の正しい判断を誤解していることがよくあります。

誤解 1: グラフェンは大規模に使用するには高価すぎる。

グラフェンはかつて「黒い金」と呼ばれていました。1グラムあたり70ドルという価格が人々に手の届かない感覚を与えていたからです。しかし、過去10年間の技術の発展に伴い、グラフェンの製造方法は、当初の「実験室テープ剥離」や「エピタキシャル成長」法から工業用剥離法へと拡大し、製造コストは急速に低下しました。グラフェンの平均価格は1グラムあたり0.15ドル未満で、年間平均約10％の割合で下落し続けています。そのため、グラフェンはもはや高価ではなく、大量使用の基盤は長い間整っています。

また、多くの技術者がグラフェンに初めて触れるのは、企業で科学研究を行うのではなく、大学や科学研究機関であるため、購入量が少ないため価格が高くなっています。しかし、購入量と産業価格が完全に同じレベルではないため、グラフェンは高価であるという固有の印象も生じています。そのため、グラフェンの現在の価格はもはや高価ではなく、調製技術の進歩に伴い、価格には大きな開拓の余地があります。

グラフェン粉末	粘着テープでグラファイトを剥がす

誤解 2: グラフェンは透明です。黒はグラフェンではありません。

グラフェンは単層グラフェンと多層グラフェンに分けられます。単層グラフェンは通常薄膜として存在し、蒸着法で製造されます。多層グラフェンは粉末状で存在することが多く、グラファイトを原料として酸化還元法または剥離法で製造されます。透明グラフェンフィルムとは、透明PETに付着した単層またはより小さな層のグラフェンを指すことが多いです。単層グラフェンの光透過率は90％以上ですが、グラフェン層数の増加や存在形態（フィルムまたは粉末）の変化に伴い、グラフェンの光透過率は低下し、黒くなることもあります。

そのため、透明性はグラフェンの形状と直接関係していますが、グラフェン材料を判断する基準として使用することはできません。近年、市場では透明なものが本物のグラフェン製品であり、黒いものは偽物であるという誤解がありました。その結果、市場に出回っている多くの製品は、銀ナノワイヤ透明導電膜を使用して透明な加熱フィルムを作り、いわゆる「本物のグラフェン製品」を装って人々を笑わせています。

銀ナノワイヤ透明導電フィルム	グラフェン透明加熱フィルム