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カーボンナノチューブ
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カーボンの結晶構造
カーボンの結晶構造
ダイヤモンド（透明な鉱物）
原子間の化学結合が強く、密な四面体の対称構造を有し、等方性の材料。電気絶縁体であると同時に、熱導電性に優れています。
グラファイト（黒色、脆弱な鉱物）
炭素元素が環状にパターン化された層状物質が重なった構造。この構造は、ダイヤモンドよりも強度が１／３であり、異方性を持った結晶構造から構成される。平面方向に層を形成します。各層は弱い結合力により結合されているため、層同士のズレは容易に起こります。
フラーレン（バックミンスターフラーレン）
フラーレンは、６０個の炭素原子がサッカーボールのような構造をもつ材料です。約1,014Ω/cm という高い電気抵抗性を示すことが特徴に挙げられます。フラーレンの応用先には、微細構造を持つフィルター、電子顕微鏡への応用、潤滑剤などが考えられています。
カーボンナノチューブ
カーボンナノチューブは、結晶性炭素が筒を巻いている構造をもっています。チューブの長さは７ミクロンに達するものがある一方で、チューブの径はわずか１～６０nm程度と非常に高いアスペクト比を持つことも大きな特徴です。ナノチューブは、軸方向から見て、グラフェンシートが閉じた構造、もしくは、コイルを形成したような構造に分けられます（螺旋の傾きは、０～３０℃の範囲）。通常は６員環の繰り返し構造からナノチューブは構成されますが、ところによっては５員環が入り込むため、これら螺旋構造の形状が変化します。
ナノチューブには、単層のもの（SWNTs）と多層のもの（MWNTs）が存在し、それぞれ合成方法は異なります。多層チューブにおける層同士の距離は、0.34nm。
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