導入
カーボンナノチューブは、フラーレンファミリーに属する炭素の同素体です。 2008 年時点では、これらは最も耐久性があり硬い材料です。理論によれば、それらは著しく高い電気伝導率と熱伝導率を有すると予測されています。これらはナノテクノロジーから生まれた最初の工業製品です。
発見
2006 年、雑誌『カーボン』のマーク・モンティウーとウラジミール・クズネツォフによる社説は、カーボン ナノチューブの興味深い、しかしあまり知られていない起源について説明しました。非常に多くのあらゆる種類の雑誌が、グラファイトシートで構成されたナノメートル中空チューブの発見を 1991 年の飯島澄男 (NEC) によるものであると誤って認定しています。彼の出版物はこれらの構造への関心の出発点となりましたが、実際には飯島澄男が最初ではありませんでした。カーボンナノチューブを観察することもできますが（下記参照）、いずれにせよ、誰が最初にカーボンナノチューブを作成したのかを知ることは不可能です。実際、約50万年前に火が発見されて以来、火はすでに家のすすの中で（微量に）生成されており、そこでは熱の影響で分裂し、炭素分子はその原子が無数に再結合し、時には火を発生させます。小さな非晶質液滴、時には測地線ナノ構造まで。
ナノチューブの最初の実際の観察は、ラドゥシュケビッチとルキャノビッチが（ソビエトの）物理化学ジャーナルに直径約50ナノメートルのカーボンチューブの鮮明な画像を発表した1952年に遡ると思われる。この発見は広く普及せず、論文はロシア語で出版され、冷戦中は西側の科学者もソ連の出版物へのアクセスが制限されていた。言われているように、カーボン ナノチューブはこの時代よりずっと前に製造されていましたが、透過型電子顕微鏡の発明によりこれらの構造を直接視覚化できるようになったのはこの頃からです。
したがって、カーボン ナノチューブは、1991 年よりかなり前に、さまざまな条件下で生成および観察されました。1976 年に発表された Oberlin、Endo、Koyama による論文では、CVD 法を使用して得られたナノメートル サイズの中空カーボンファイバーが明らかに示されています。さらに、著者らは、グラフェンの単一シートで作られたナノチューブの TEM 画像を示しています。その後、遠藤はこの画像が単層ナノチューブの画像であると考えました。
さらに、1979 年に、ジョン アブラハムソンは、ペンシルバニア州立大学で開催された第 14 回隔年炭素会議でカーボン ナノチューブの存在の証拠を発表しました。会議では、カーボンナノチューブは、電気アークを形成した後に炭素陽極上で生成される炭素繊維であると説明されました。これらの繊維の特性と、低圧の窒素媒体中での繊維の成長に関する仮説が示されました。
1981 年、ソ連の科学者グループは、一酸化炭素の熱触媒による不均化によって生成されるカーボン ナノ粒子の化学的および構造的特性評価の結果を発表しました。著者らは、TEM と X 線画像を使用して、その「多層管状炭素結晶」がグラフェンの層を円筒形に丸めることによって形成されたことを示唆しました。さらに、彼らは、この巻き付け中に、グラフェンの六角形ネットワークのいくつかの配置が可能であると仮定した。彼らは、円形配置 (肘掛け椅子型ナノチューブ)とらせん状配置 (キラル ナノチューブ) の 2 つの可能性を検討しました。
1993年、カリフォルニアにあるIBMの飯島澄雄氏とドナルド・S・ベスーン氏は独自に単層ナノチューブの合成に成功した。飯島が単層ナノチューブを気相で得る場合、ベチューンは炭素とコバルトの共蒸発技術を使用する。