【物理】ノーベル賞素材グラフェンを鉛筆とテープで自作しよう

祝ノーベル賞！　驚異の万能物質グラフェンを鉛筆とテープで作っちゃおう（動画）
2010.12.10 11:30
Alasdair Wilkins／satomi

グラフェンは原子1個の厚みしかない特殊な結晶構造をもつ炭素。世界的に珍しい2次元
物質のひとつで、これを合成したマンチェスター大の教授2人は今年ノーベル物理学賞に
輝きました。さ、みなさまも早速この科学界にセンセーションを巻き起こした薄膜を家で
つくってみましょう！

案内役はTV番組司会者のJonathan Hare物理学博士。6分でグラフェンづくりの極意を
明かしてくれますよ。

（YouTube動画）"What is Graphene?"
http://www.youtube.com/watch?v=EX8ClPVkD1g

ね？　特別なことは何も要らないんです。時間とエネルギーさえあれば。

グラフェン（グラフィン）は炭素原子が六角板状になった結晶で、これを積み上げたのが
グラファイト（黒鉛）。グラフェンを300万枚積み上げると高さ1mmのグラファイトの
結晶体になります。従ってグラファイトの塊（鉛筆やの芯で書いたものでもOK）に
テープ貼ってペリッと剥がし、そのテープをもう1回折ると「グラファイトの厚みは半分」
になり、もう1回折るとまた半分になり、これを延々やってくと最後には原子1個の厚みの
グラフェンになるってわけですね。あははは、簡単〜。（真っ平らなシリコン膜に鉛筆で
落書きして払い落とす方法もあるみたいですけどね）

映像の最初に電気回路が出てくるのは「コインで回路繋いでも電気は流れるし、鉛筆で
黒々と書いて繋げても電気はホラ、通るんだよ！」ということを教えるデモ。おー本当だ...
電球がぼわ〜んと光ってますね！　最後に「グラフェンが重要な理由」として「電気
伝導率が異様に高いから」と出てきますが、そこに話が繋がってます。

さて、ではテープを折って広げ折って広げてる間に上の動画の前のパートを見てみましょう。
「グラフェンとは何ぞ？」、「なぜ重要なの？」に博士がズバリ答えます！

（YouTube動画）"Graphene and the Carbon Revolution"
http://www.youtube.com/watch?v=wfD8tHhNe6U

（訳）この25年、炭素の世界には革命が起こってます。

炭素と言えば昔からダイヤモンド（0:27）とグラファイト（黒鉛。0:46）の2つがよく
知られています。ダイヤモンドは3次元的な結晶構造です。「graphite」はギリシャ語で
「書く」の意。鉛筆の芯もこれですもんね。原子が6角に繋がった板が重なってできて
います。それがこの25年で他の様々な分子構造が発見され、なかなか面白いことになって
るんですね。

まず炭素のチェーン（1:12）。これは少数（20個もないぐらい）の原子が1列に繋がって
るものです。とても安定していて、ほ〜らこんな風にリング状に曲げることもできます。
1970年代宇宙で発見されました。

原子が20を超えるとどうでしょう？　ケージ（格子）が形成できるんですね。これは
「フラーレン」って呼びます。

（>>2以降に続く）

▽記事引用元　　GIZMODO
http://www.gizmodo.jp/2010/12/post_8150.html
英語原文　　http://gizmodo.com/5708538/make-your-very-own-atom+thick-graphene-sheet-with-just-a-pencil-and-tape

▽画像　　グラフェンのイメージ
http://www.gizmodo.jp/upload_files2/101208_7.graphene_8nm.jpg

（>>1の続き）

例えば、ここにありますのはC60ことバックミンスターフラーレン（1:25）。1985年に
発見されました。これを発見した人は1996年ノーベル化学賞を受賞しましたよ。

こちらはナノチューブ（1:35）。この直径はナノメートル...つまり何千、何百万分の
1mm。炭素原子がチューブ状になってて、とてもとても強く、とてもとても長い。
発見は1991年。

グラフェンは2010年に発見され、用途を考案した人たちが今年ノーベル物理学賞を
とりました。

原子がものすごく沢山ある構造（同素体）でおそらく一番安定しているのはグラファイト。
グラフェンを何層にも積み上げたものですね。あとはダイヤモンド。これは何百万個もの
原子でできています。もうひとつの構造はアモルファスカーボン（無定形炭素）。これは
パンをトースターで10分も焼くと焦げる、あの黒いやつ。あれはたぶん巨大なグラフェンの
板が曲がたり捩れてるものと、炭素のケージ、その両方でできてるものと思われます。

--

なぜ炭素はこんなにも万能なのでしょう？（3:00）

ひとつには、炭素と炭素の結びつきがとても強いことが理由として挙げられます。この
手元にあるのはC2ですけど、これ本当に強くて、星の表面でも見つかってるんですよ。
普通星の表面は高温過ぎて元素の中の原子と原子が離れちゃうんですが、C2は沢山の
星で見つかってます。

もっと大事な要因は、炭素と炭素を結ぶボンド（結合手）です。炭素の結合手は
4本あります。ダイヤモンド（3:38）では結合手が1本ずつ繋がっているのでシングル
ボンド（1重結合）。チェーンはトリプル（3重）、シングル（1重）、トリプル（3重）、
シングル（1重）と交互に繋がってます。

ケージはダブル（2重）とシングル（1重）です。この5角形の紫色のところは全部
シングル（1重）、5角形と5角形の間を結ぶ結合手はダブル（2 重）。このように一重結合、
二重結合、三重結合というバラエティーがあるから用途に幅があるんですねー。（4:25で
最初の動画に戻る）

（記事ここまで）

セロテープを使ってX線写真を撮ってみよう
http://www.youtube.com/watch?v=FGzRvYU0e3Q

>特別なことは何も要らないんです。時間とエネルギーさえあれば。

今の日本人には無いな

gizmodo（笑）

頭が悪い俺には理解不能
＞テープ貼ってペリッと剥がし、そのテープをもう1回折ると「グラファイトの厚みは半分」

もうさっぱり

マジに考えるな
そんなの綺麗にできないから

なにこれアフォじゃねえのか・・・て程度のことだぎゃｗｗｗｗ

>>6
理論上だよ。三次元では折る回数に対して二乗倍に厚みが増すので
延々厚みのある物を折り曲げる事は出来ない。実際には出来ないでオケ

ああ、動画見たが1の訳の解釈がちょっと間違ってないか？
「剥がして折るを繰り返すと厚みが半分」と言いたいのではなく
「くっつけ剥がす(新しいテープで)またくっつけ剥がすを何度もやると厚みが半分になっていく」
と言いたいんだろ。どっちにしろ理論上だがｗ

これで今年ノーベル賞とったAndre Geimは2000年にイグノーベル賞もとってるのな
http://en.wikipedia.org/wiki/Andre_Geim

イグノーベル賞では蛙を浮かし、ノーベル賞では鉛筆とセロテープでグラフぇン作った。

テープの厚みはどこいった？

gizmodeは勘弁

テープを折ると厚みが倍になる気がするのは、やっぱオイラが中卒だからですか？

折ったあと、はがすんだよ。
そうすると両方につくから半分になる。
想像力の足りない頭の人は大変だな。

貼っては剥がし　剥がしては貼って
冬休みの自由研究にやってみるべし

>>14
オナニー五段の地に足さんの想像力舐めんなよ。

詳しくは書かんがマジで超凄いぜ。
オマイら素人が想像を絶するほどエロくて卑猥だ★(ゝω･)vｷｬﾋﾟ

えっと、張り合わせて剥がしてを２２回やればいいってことであってる？

あ、鉛筆でかいたとき厚み1mmとは限らんか...

東京新聞は「カーボンナノチューブを開けばグラフェンになる。
一般的な生成法も同じで、ナノチューブの研究が今回のグラフェンの基礎になっている」
という、今回の選考結果に疑問を投げ掛ける篠原久典・名古屋大学教授のコメントも紹介。

「ナノチューブとグラフェンで共同受賞もあると思っていたが、これは正直、
チャンスが少し少なくなったという気がしますね」
朝日新聞記事の中で飯島澄男氏がコメントしている

http://scienceportal.jp/news/review/1010/1010061.html

飯島澄男氏:1991にカーボンナノチューブを発見した人。
まあ某国みたいに貰えないのは陰謀だなんて言わないのが日本人だな
受賞逃して残念でした

>>19
飯島さん何時になったら貰えるんだろうな

三菱のナノダイヤえんぴつを使えば、もっとすごいグラフェンが作れるのか

グラフェンの理論研究の面倒臭さといったらもう

>そのテープをもう1回折ると「グラファイトの厚みは半分」になり、
もう1回折るとまた半分になり、これを延々やってくと
最後には原子1個の厚みのグラフェンになるってわけですね。

俺もこの文章は理解出来なかった。主張が伝わらない上誤字も多いし、GIZMODOは推敲して記事を書いてないだろ。
テープのグラファイトがくっついた面に真っさらなテープの面を付けて引き剥がすと
グラファイトが半分になるって事か。
何だよ「テープを折る」って。「剥がす」だろ。

グラビアファイトでいいよ、もう。

この方法では面積が極めて小さなグラフェンができるのに過ぎない。
あと、テープを取り除くのにはどうするのか？硝酸か何かで溶かすの？

できたつもりで

そりゃウサギもカメに負けるわ