九州大学など、グラフェンの筒状構造を高密度に作製 配線やメモリー動作も確認

科学技術振興機構(JST)は、グラフェンを筒状に巻いた構造を、高密度に向きをそろえて作製した研究成果を発表した。成果は2026年10月21日(現地時間)付の「Nature Communications」に掲載された。

筒を密に並べ、巻き方も制御

作製したのは、グラフェンナノスクロール(GNS)と呼ばれる筒状の構造だ。研究には九州大学、東京理科大学、大阪大学、産業技術総合研究所、東京工芸大学が参加した。

研究グループによると、材料を引っ張って生じる変形である「ひずみ」を使い、GNSを高密度に作製した。単に数多く作るだけでなく、それぞれの向きもそろえたという。

さらに、ひずみを与える方向によって、GNSの巻き方も制御できたとしている。この巻き方は「カイラリティー」と呼ばれ、材料の性質に影響する。今回の成果は、並べ方と巻き方の両方に関わるものだ。

かんたんに言うと、巻いた紙をそろえる研究

形を思い浮かべるなら、紙をくるりと巻いて筒にし、同じ向きに並べる様子に近い。これは形を理解するためのたとえで、実際に紙を使うわけではない。

似た筒状の構造に、カーボンナノチューブ(CNT)がある。GNSはこれと異なり、端が閉じていない構造だ。

研究グループによると、従来は土台となる基板の上に、GNSを高密度に並べて作る方法がなかった。溶液の中で作る方法には、巻き方が不十分になることや、複数のGNSが絡み合う課題があったという。

配線やメモリーとしての動作を確認

研究グループは、作製したGNSが電気配線やメモリーとして動作することを確認したとしている。メモリーとは、情報を記録するためのものだ。形を作るだけでなく、機能についても調べた成果となる。

また、GNSの層の間に分子を貯蔵できることも確認したという。JSTによると、GNSはCNTより多くの電流を流せる。

ただし、今回報告されたのは構造の作製と機能の確認であり、製品の発売に関する発表ではない。

まとめ

今回の要点は、GNSを密に並べることと、巻き方の制御を両立した点にある。配線やメモリーとしての動作に加え、分子を貯蔵する働きも確認したとしている。

研究グループは、エネルギー変換やバッテリー、配線、メモリー、強化材料への応用を期待している。構造をそろえて作る手法が、こうした用途に向けた材料研究につながる可能性がある。