Graphene

グラフェンとは炭素原子が6角形のハニカム構造に結合した平面状の物質です。
厚さは1ナノメートルでダイヤモンドよりも炭素の結合が高いので平面内ではダイヤモンドよりも強く引っ張り強度は世界一、更に電気の伝導率は銀よりも高く(銀は銅よりも伝導率が高い)、熱伝導率も世界一という様々な特性を持っています。
様々な分野への応用が期待されているグラフェンですが、この度東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の高橋隆教授と東京大学大学院理学系研究科の一ノ倉聖大学院生と長谷川修司教授の研究グループがグラフェンを超伝導化する事に成功しました。
今回の研究では2層のグラフェンの間にカルシウム原子を挟んだサンドイッチ状の化合物を作り、その化合物が-269℃で超伝導を発現する事を確認しました。
今回の研究で超伝導グラフェンを集積回路にして量子コンピューターへの応用や超高速超伝導ナノ電子デバイスの開発への道が開けると考えられています。


グラフェンの超伝導化成功に対する海外の反応です。


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●不明
クールだ。

●パース、オーストラリア:男性
↑ナイス洒落。

●コペンハーゲン、デンマーク:男性
大学4年の時のプロジェクトを思い出すな。

●男性
グラフェンじゃなくてカルシウム原子の相互作用なんじゃないか?
※カルシウムの結晶は超高圧をかけると結晶構造が変化して-244℃で超伝導化する。

●女性
またグラフェンか。
投資しないと。

●ポートランド、オレゴン州、アメリカ:男性
後は大気から炭素を取り出して望みの形を作り上げる事が出来る3Dプリンタを作るだけだな。
産業、経済、文明が永遠に変わる。
おそらく地表すらも。

●フレスノ、カリフォルニア州、アメリカ:男性
日本(凄い)。

●オークランド、ニュージーランド:男性
これはチェックしよう。

●オースティン、テキサス州、アメリカ:男性
絶対零度で電気抵抗ゼロ…
生活用品や民生品で使うには何か別のものと組み合わせる必要があるな。

●ゴールドコースト、クイーンズランド州、オーストラリア:男性
↑これは4ケルビンで超伝導化してる。
(絶対零度よりも4℃高い)※4ケルビン=-269.15℃
4ケルビンよりも高い温度で超伝導状態になる超伝導物質はたくさんあるよ。

●オースティン、テキサス州、アメリカ:男性
日本の技術力を信じてる。
彼等なら出来る!

●男性
常温超伝導を発見したのだとばかり。

●男性
グラフェンって研究所内でのみならあらゆる事が出来るっぽいな。

●ブリスベン、オーストラリア:男性
クール。
で、室温超伝導が実現するのは何時だ。
そうなれば世界を革命出来る。

●メルボルン、オーストラリア:男性
グラフェンって普通の状態で超伝導じゃなかったっけ?

●ゴールドコースト、クイーンズランド州、オーストラリア:男性
↑違う。
ただしグラフェンは炭素の4番目の電子が結びついてなくて、電子の振動によるファンデルワールス力によって保持された(グラフェンの)層の間を電子が自由に動き回れるから良い伝導体ではある。
元々超伝導であるという訳ではないよ。

●男性
こういう記事で残念なのはあらゆる研究者に衝動的な行動が欠けてる部分だ。
知れた事はエキサイトだけど、それで何かを作ったという人物がいないから。

●男性
これは本当に興味深いな。

●男性
自分もこういう研究に携わってたんだ。
興味深いね。
純粋な研究は人を存在すら考えなかった場所へと誘ってくれる。

●サン・ルイス・ポトシ州、メキシコ:男性
ちょっと待った。
電子が質量を失ったら、それは光なんじゃないのか?
※グラフェン中の電子はディラックコーンと呼ばれる特殊な電子状態を形成する事で質量ゼロの状態となる

●男性
↑いやいやいやいや。
光子と電子は別個で、お互いの相互作用の部分以外は基本的に無関係だ。
電子はフェルミ粒子で一定のスピン角運動量を持ってるけど光子にはそれが無いし、その特性(スピン角運動量)で定義されてる物でもない。
とは言え、電子も光子も量子の一部であり粒子と波動の二重性があるんだけどね。
だから両方共ハイゼンベルグの不確定性原理(wikipedia)による仮定条件に従っている。

●男性
大規模でも作用するんなら本当に全てを変える事になりそうだ。
それはそれとして、電子と電気は別のものだけどね。

●ルワンダ:男性
科学的革新に専念する全ての人におめでとうと送る。

●シルビス、イリノイ州、アメリカ:男性
(冷凍庫の)霜を放っておいてるのはこれが理由だ。

●バンガロール、インド:男性
ゼロ?実際に電気抵抗ゼロなのか?
作ったのか?
ああ、-269℃ね。

●イーストベンド、ノースカロライナ州、アメリカ:男性
ファンタスティック。
ナノブレインの可能性は無限だ。

●ナッキトッシュ、ルイジアナ州、アメリカ:男性
金への投資家には悪いニュースだな。
現代だと金の主な利用方法は良い伝導体の素材としてというのもあるから。
※金は酸化被膜ができにくく接触抵抗が低いため集積回路等に使われている

●男性
↑金を導線に使った場合、電流で溶けるんじゃ?

●ナッキトッシュ、ルイジアナ州、アメリカ:男性
↑コンピュータで使ってる直流5Vの電流は凄く小さい。

●アロハ、オレゴン州、アメリカ:男性
とんでもないな。
グラフェンを繋ぎ合わせる事が出来たらどうなってしまうんだ。

●ダルバンガ、インド:女性
凄く良いね。

●男性
1番最初にポーランドの科学者2人が発見したんだ。
※2004年にグラファイトに粘着テープを張り付けてそっと剥がす事でグラフェンを取り出す事に世界で初めて成功してノーベル賞を受賞したアンドレ・ガイム博士とコンスタンチン・ノボセロフ博士はロシア出身

●タラハシー、フロリダ州、アメリカ:男性
質量が無いってどういう意味だよ?
それは電子と言えるのか?
質量無しで電子は存在し得るのか?
誰かも言ってたけど、超伝導ってのは”電子の抵抗”についての事じゃないぞ。
電子が通り抜ける素材の抵抗や素材が荷電粒子を流動させる振る舞いの事だ。
グラフェン自体は素晴らしいものだけどね。

●男性
グラフェンって数年前から超伝導体だと言われてなかったっけ?

●男性
いつか実際にグラフェンを使えるようになるのかな…

●タコマ、ワシントン州、アメリカ:男性
この素材が市場に出回るのは何時なんだ?
ずっと語られてはいるけど全然お目見えしてないじゃないか。

●男性
↑youtubeにグラフェンの作り方の動画があるぞ。

●ネパール:男性
これは本当に驚きだ。

●女性
グラフェンで出来た街にいけば電子は光になって抵抗もなくなるのかな。

●ムンバイ、インド:男性
常温で動作するのか。

●アロハ、オレゴン州、アメリカ:男性
↑いや、それはない。

●ムンバイ、インド:男性
↑ま、液体窒素で冷やせばいいか。

●男性
グラフェンは化学蒸着法じゃなくて超音速ジェットエンジンのノズルで出来るぞ。

●ボゴタ、コロンビア:男性
従来の超伝導よりも安いし性能も良さそうだけど(グラフェンの超伝導化は)2011年にはもうなかったっけ?

●男性
電子に抵抗はない。
素材に抵抗があるんだ。
(素材に含まれる原子との相互作用によって通過する電子が阻害される)

●ビラースプル、インド:男性
抵抗ゼロという事は100%の効率という事か?
そんな事が可能なのか?

●男性
↑理論上は。
でもグラフェンを超伝導化させるための低温を作り出す電力は仮に電気抵抗で失われる電力より多くないにしても同じくらいの電力がいるはずだ。

●ポンチャトゥラー、ルイジアナ州、アメリカ:男性
超伝導体の研究は一般的な知識から見るとまだまだ難しいな。

●男性
シェルドンが最初に発見したんだ!
※アメリカのドラマ『ビッグバンセオリー』ネタ




鉄よりも強く伸縮したり曲げたりする事も出来るグラフェン。
様々な分野への応用が期待されており、世界各国で研究が進んでいます。



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