【技術】産総研、銅の100倍まで電流を流せるカーボンナノチューブ銅複合材料を開発したと発表

1 ：2013/07/23 〜 最終レス ：2013/08/13

銅の100倍まで電流を流せるカーボンナノチューブ銅複合材料
−今後のデバイス小型化・高性能化に対応できる配線材料のブレークスルー−
ポイント
?銅と同程度の電気伝導度をもちながら、これまでにない電流容量を達成
?227 ℃での電気伝導度は銅の約2倍であり、温度上昇による電気伝導度の低下が小さい
?密度が小さいため、デバイスの軽量化が図れる
　独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）
ナノチューブ応用研究センター【研究センター長 飯島 澄男】畠 賢治 首席研究員、
CNT用途開発チーム 山田 健郎 研究チーム長、技術研究組合 単層CNT融合新材料研究開発機構
【理事長 古河 直純】（以下「TASC」という）チャンドラモウリ スブラマニアン 研究員らは、
単層カーボンナノチューブ（単層CNT)と銅を用いて、銅と同程度の電気伝導度をもちながら、
銅の100倍まで電流を流せる複合材料を開発した。
　社会に広く利用されている電子デバイスの電力は、銅や金などの配線によって供給されている。
配線に流せる電流は配線の素材と太さによって決まるが、デバイスの小型化が進む中で、
これまでの材料の配線では流せる電流量が限界に近づいてきている。
　今回、銅イオンの有機系溶液および水溶液を用いた電気めっき法により、スーパーグロース法で
合成した単層CNTと銅を複合化させて、配線用のCNT銅複合材料を作製した。この複合材料は軽量で、
これまでにない高い電気伝導度と大きな電流容量をもつ。さらに高温でも優れた電気伝導度を保てる。
このような性質から、今後のデバイスの小型化・高性能化に対応できる配線材料として期待される。
　今回の研究開発は独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下「NEDO」という）の
「低炭素化社会を実現する革新的カーボンナノチューブ複合材料開発プロジェクト」
（平成22〜26年度、プロジェクトリーダー　産総研　湯村 守雄）において行った。
　この研究の詳細は、英国の学術誌「Nature Communications」に2013年7月23日18時
（日本時間）に掲載される。
（詳細はソース内をご覧ください。）
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130723_2/pr20130723_2.html
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130723_2/photo.jpg

2 ：

電線が軽くなるってこと？

3 ：

燃えそう
終わり

4 ：

「銅と同程度」っていいたいだけやん（＞＜）

5 ：

のようだ。
俺的にはモーターが軽くなってﾋｬｯﾊｰ！！！

6 ：

HVカーに使えば、50km/Lも夢ではないかも。ディーゼル終了のお知らせか(´･ω･`)

7 ：

性能100倍、お値段何倍？

8 ：

これってマジ？
中国、世界最長のカーボンナノチューブの生成に成功
http://j.people.com.cn/95952/8330398.html
限界でも２ｃｍぐらいって話だったのにいきなり５５ｃｍってデカすぎじゃね？

9 ：

耐久性にもよるけど、送電線に使えば、
災害時の迂回路が設定しやすくなって
大規模停電が起こりにくくなるのかな。

10 ：

それよりも、これなにげに、
パトレイバー実現がかなり視野に入ってきてないか？

11 ：

で、値段は銅の100倍なんだろ？

12 ：

>カーボンナノチューブ銅複合材料
送電線になるほど太く大量にできないだろ。
むしろレールガンや電磁兵器向き。

13 ：

人工の金を作ればさらに簡単なんだろ。

14 ：

人工の金とか国とか銀行死んじゃうｗｗｗ

15 ：

でもお高いんでしょう？

16 ：

>>8
ほんとだったらすごいな

17 ：

Intelが狙うかね？

18 ：

>>13
ｷﾑﾄﾞﾛｲﾄﾞなんていらん!!

19 ：

ケーブル厨の皆さんの御意見を伺いたいところｗ

20 ：

＞デバイスの小型化が進む中で、これまでの材料の配線では流せる電流量が限界に近づいてきている。
ってあるから基盤の小型化、高密度化に対応するんじゃないの？
発熱量も小さくなるだろうし。

21 ：

>>19
ほんと電線の話題だとすぐに出て来るんだなこういうの

22 ：

取り扱いの容易さや接続性はどうなのか。
LSIに適用するなら、任意に配置できて、任意につないでも伝導性能の低下が起きにくい必要があるけど

23 ：

半導体の配線の代替とモーターかな。
金相場暴落？

24 ：

カーボンナノホーン練り混むだけだったら安価大量生産でウホッ？

25 ：

>>10
これはマジですごい
推力重量比100倍、マジでレイバーなら作れるかもしれんよコレ

26 ：

導電率＝1/抵抗
が銅と同じなら、当然抵抗も同じわけで、
同じ電流しか流れない気がする。

27 ：

100倍電流を流すには、電気伝導度が銅の百倍、
つまり、抵抗が1/100にならなきゃならない。
電圧を百倍すれば、銅でも電流は百倍流れる。
？？？

28 ：

温度が銅より上がりにくいから銅でするより高い電圧を気兼ねなくかけれるって事だよ

29 ：

<丶｀∀´> ﾁｮｯﾊﾟﾘは共同開発という言葉を知っているﾆｶ？

30 ：

>>28
抵抗が同じなら発熱量も同じ。
放熱性がよく、耐熱性もあるってことかね？
ニクロム線代わりに良さそうだな。

31 ：

１ｋW大のモーターが100ｋW級になるんだな

32 ：

もう超伝導とか必要ないな

33 ：

モーターの小型化ができるのかな。

34 ：

銅じゃ重いので　送電線はアルミを使ってんだっけ

35 ：

抵抗率が小さくなって大電流対応出来てる訳じゃなくて
温度に対しての抵抗率の変化が小さいのと耐熱性が大幅に向上したから
結果として大電流を流せますよって事じゃないの？
早い話、銅で作った電路に流したら溶断しちゃうような電流でもこの素材なら
発熱量はデカクなるけど周辺環境が許容出来るなら大電流を流すことも可能です
よって話だと思うんだけど

36 ：

>>27
＞電圧を百倍すれば、銅でも電流は百倍流れる。
　電流と電圧と電力の違い分かってる？

37 ：

カーボンナノってなんでもありだな
しかし本当に実用になるんだろうな

38 ：

レイバー作れても台風来たらバカスカ転倒しそうだな
2足だと不安定だから台風来たらorzで待機か

39 ：

バカ高いオーディオケーブルとして市販される。

40 ：

これを練りこんだ樹脂でコイルを成型したマブチモーターが
小さいくせに無茶苦茶パワフルとかですか?
発電機なんかもちっこくなるのかな。
半田付けできるといいなあw

41 ：

いい加減2足は実用的ではないと気付かないものかね日本人
二足にこだわるからアシモはいまだにお茶くみと道案内くらいしかできない

42 ：

>>31
インバータも容量100倍にしないとな

43 ：

電気自動車が捗りそうだ

44 ：

>>36
>電流と電圧と電力の違い分かってる？
たぶんね、電気工学科出身なんで。

45 ：

>44
じゃP=VIの式で、Vが100倍のとき、Iが100倍になる理由を教えてくれよ
電気工学出身者さん

46 ：

>>45
Rが一定という前提だから、オームの法則で
I=V/R
Vが100倍とすると100Vなので
I*100＝(100*V)/R
よって電流は100倍になる。
ちなみに、P=VIは電力式なので
電力P=VI=(100*V)(100*I)=10000VI、で一万倍になるね。
これでよかですかね？

47 ：

光ファイバいらなくね？

48 ：

スピーカーケーブルに新たなブーム到来の悪寒

49 ：

>>35
そういうことみたいだな。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130723_2/pr20130723_2.html
> 従来、電気伝導度と電流容量は金属のような自由電子が多く
> 原子間の結合が弱い物質では電気伝導度が高く、
> 炭素系材料のような原子間の結合が強く
> 拡散が起こりにくい材料では電流容量が大きいという、
> 相互排他的な関係の特性と考えられていた（図4）。
いやいやいやいや、CNTは炭素の結合網で拡散が起こりにくいだけでなく、
弾道伝導で電気伝導度も金属以上に高いってのが常識だろうが。
ただ、それを理想的に作る技術が無いだけで。
CNTで理想的な電線を作る技術が開発できないからって銅と混ぜて
お茶を濁しただけでなく(それはそれで一つの成果だけど)、嘘を吐いて
本来の性質を悪いものと誤認させて自分たちの成果をアピールするとか、
針小棒大捏造ウェルカムの東北大じゃないんだから、ちゃんとやれよ。
>>7 >>11
銅地金はグラム1円以下。CNTは糞安いバルク品で10円くらい。
普通の商品(特性の揃ったまともな試料)だとグラム数万円。
今回使われた成長技術(スーパーグロース法)はグラム量産1万円以下が目標だと。
で、今回報道の技術では手間暇かけてCNTに特殊な2段階の銅めっきしてるから、
おそらく銅線の数万倍以上の単価になるだろう。
それでも今まで不可能だったことが可能になるなら技術の意味はあるわけだが。

50 ：

>>48
(ヾﾉ･∀･`)ﾅｲﾅｲ あるとしたら電源ケーブル

51 ：

>>47
光ファイバは用途と特性が違うだろ。
あれは、情報を信号で伝達するものであって動力を送るためのものじゃない。
それに、光ファイバーは、昔みたいな単価の高いガラス製からプラスチックの安価な光ファイバが出てきたから、今後も発展するだろうな。

52 ：

>>50
予想価格 1,000万円/m (最少受注100mより)

53 ：

CPUがさらに小型化できるんじゃないの？

54 ：

軍事用ぽいなあ・・・

55 ：

ソースを見てざっと計算してみた
たとえばAWG28(断面積0.08mm2)の導線はCuでは
6.4kA位流すと特性が変わり一気に抵抗が大きくなる。
これがCNT-Cuでは640kAまで同じ特性で流せる。
ターゲットはおそらく半導体で、プロセスルールが
100nmを切る場合、冷却しても同特性変化により
数100uAの電流しか流せない(と思われる、詳しくない)。
これが数10mAまで流せるようになり、パワー系の
半導体の小型化が可能？
シリコン半導体の抵抗率が大丈夫か気になるとこだが、
1チップでパワー系素子まで乗った半導体が作れたら
グルーロジック素子を省くことが出来るのですごいと思う。

56 ：

>>55
いままで多少なりとも基板がいったような回路が
電源ラインとかチップに直付け可能になるようなイメージでOK?

57 ：

車の軽量化にも効きそうだな

58 ：

>>42
冷却にも電力が必要だしな

59 ：

>>55
20nmで面積あたりのコストが行き詰まっちゃうらしいし
そういうのに活かせるなら技術としては凄い重要だな

60 ：

>>55
問題は、ICの微細な配線にこの材料をどうピッタリ埋め込むかだけどな
アルミなら蒸着すりゃいいんだけどね

61 ：

ＵＦＯが実現するぞ。

62 ：

モーターに使えるほど曲げられるか？　
ICに埋め込んだり　多積層プリント基板に使えるほど
薄く固着させ、ひび割れせず、エッチングできるのか？
そこら辺を解決できれば、素晴らしいね
再エネも　原子力も「エネルギーは電気の時代」なんだが
銅資源の残量が、中国・インドのバカ食いで、そろそろヤバイ
アルミは銅より伝導度に劣るけど、軽くできるから
送電線とか、トロリー架線とか、大型家電のプリント基板は
アルミで代替できそうだが
クルマや船のモーターも、携帯やデジカメやPC/タブレットのプリント基板は
アルミでは電線が太くなったり、厚い基盤になって困るんだよな
モーターは、高温超電導が有望だけど
まだ、ビスマス系の高温超電導は　曲げにくいからなあ
※ビスマスは　鉛冷却原子炉から、じゃぶじゃぶ出てきそう
　

63 ：

これを見てくれ
http://www.nims.go.jp/research/elements/rare-metal/probrem/dryness.html
銅は2024年ピークアウト
http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/ZR11_H_03.html

64 ：

金の代用になる？

65 ：

俺の股間のカーボンチューブは電気刺激に弱いが

66 ：

>>65
「ナノ」が抜けてるぞ、見栄張るな

67 ：

送電線には使えないかね

68 ：

送電線は冷凍機使った比較的高温の超電導が有力

69 ：

>>49
>>55
�d、非常にわかりやすい

70 ：

>>45
>>46
ワロタw

71 ：

損失1万倍だぞ

72 ：

AV機器オタクがアップをはじめました

73 ：

>>46 にオススメのページ
ttp://www.jeea.or.jp/course/contents/01152/

74 ：

>>46
>>27の意味が分からないんだけど
何で抵抗が1/100って話が出てくるの？
配線の破断のしにくさが抵抗だけで決まると思ってるの？

75 ：

技術の集積で地味に性能良くなってくんだろうな＞デバイス

76 ：

>>55>>35
IGBTとかは最近２万Vの奴ができ初めているんだけど
もっと高圧大電流にもできるのかな？
直流超高圧送電の社会的需要が増加しているし
電車・船・再エネのインバーターも高圧大電流が必要
直流高圧送電は現在は70万Vだけど、
確か分圧して大量の半導体素子を使っているんじゃなかったっけ？
これで素子数を減らせるのかな

77 ：

>>73
いま交流の話してないだろ。Ｐ

78 ：

>>76
SiCの値段がこれからどうなるかだな

79 ：

>>78
SiCのパワーFET
信じられん値段なんだが

80 ：

電線細くすると数W程度の電流でも熱の影響が大きくて
電流を沢山流せなるけど、これなら大丈夫って事?
熱にも強いなら従来と同サイズ、重量のモーターに
より多く電気流して高出力化や同出力なら小型・軽量化ができるな

81 ：

>>80
まだまだだなｗ
ttp://www.sei.co.jp/super/magnet_coil/car.html

82 ：

つまりこれでCPUを作るとクロックアップ耐性爆上げってこと?

83 ：

オーディオメーカーとオーディオ評論家が目をつけそう。
メーカー担当者「ケーブルにカーボンナノチューブ銅複合材料を使いました」
評論家「う〜ん。音のレベルが２つくらい上がったね」
というような記事が落ち目のオーディオ雑誌に載るに１００円！

84 ：

<丶｀∀´>共同開発してやるニダ

85 ：

マルチｳｻﾞ

86 ：

大電流MOSFETのボンディングワイヤーに使うとか？

87 ：

軌道エレベーターはまだですか？

88 ：

>>86
その発想は無かった。

89 ：

>>87
http://j.people.com.cn/95952/8330398.html
中国、世界最長のカーボンナノチューブの生成に成功
ソースがソースだから話半分としても25cmだが…

90 ：

>>83
ありそうだww

91 ：

問題は接合部じゃね？
カーボンチューブが接合部なしで作れるなら話が違うだろうけど
銅の１００倍もあれば接合部で流せる電流が著しく問題になるのは目に見えている。

92 ：

>>45
電圧を１００倍すれば、電流１００倍
高校物理のレベルでは間違ってないと思うんだが、何が違うんだ？

93 ：

電流100倍、電力１万倍まで耐えるけど、抵抗値同程度なので、発熱がすごいわけで、
絶縁用ビニールとか被せたら、みんな熱で溶けちゃうね。
絶縁用もカーボンナノチューブで開発？

94 ：

>>93
CPUやメモリチップなどの中の極細配線に使うためのなので、絶縁はセラミックパッケージとか酸化ケイ素とかだよ

95 ：

導電率が変わらないが容量が増えるっていうのは腑に落ちない感じがするが、
導電率が変わらないてことは抵抗率は変わらないってわけで、
結局熱による変化が少ないという話なだけで、
送電線が云々という話ではない。
そもそも、送電線アルミだしな

96 ：

銅と同程度の電導度って、どういうこと？

97 ：

銅と同じ程度に発熱すると言うこと。
同じ電圧ならば同じ電流しか流れないということ。

98 ：

スーパーグロース法のカーボンナノチューブは性能がいいと産総研は自賛しているが
実際はバス型超音波を当てるだけで壊れるほど脆く、過酸化水素水で容易に酸化される。
欠陥が多く電気伝導性も悪いため、1本や薄膜のFETは性能が凄く悪い。
伝導性が高いと謳っているのはバルクの場合であって、その由来も不純物として含まれている
細かいグラファイトが固体中で配線されているから。
もはやカーボンナノチューブなのかどうなのかもわからない素材である。
こんな研究に数十億の税金が使われているのである。

99 ：

まだ先端の開拓だからしょうがないだろ。
それより、ほぼ常識な話を科学的にちょっと裏打ちしました
みたいな研究しかしないくせに国からもらう予算の大半持ってく
どこぞの大学のほうが問題だろ。
しかも権威を傘にきて捏造ばかりだという。

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