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カーボンナノチューブ






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おもなナノカーボン材料
形状 フラーレン グラフェン カーボン
ナノチューブ
直径1ナノb
サッカーボール状の球状
炭素原子1個の厚さ
シート状
直径ナノb
筒状
特長 ○超伝導になる
○壊れにくい
○電気を通しにくい
○電気を非常によく伝える
○作製が容易
○電気や熱をよく伝える
○半導体になる
○軽くて強い糸になる
発見 1985年 2004年 1991年





カーボンナノチューブ
=1991年に飯島澄雄・名城大学教授が発見した。
  • アルミニウムの半分の軽さで鋼の20倍の強度を持つ。


ガン細胞を死滅
  • 奈良先端科学技術大学院大学の池田篤志・助教授らは、70個の炭素がラグビーボール状に形作る分子「C70」に、ガン細胞を効率よく死滅させる作用があることを突き止めた。
    C70が可視光を吸収して反応性が高まり、ガン細胞を攻撃する。標的となるガン細胞にだけに蓄積するよう分子を改良し、治療薬への応用柄お目ざす。
    C70は直径1ナノ(1/10憶)の球状炭素分子。水に溶けにくく、ガン細胞へ取り込ませるのが難しかった。研究チームはC70と環状オリゴ糖の混合液にリポソームという人工生体膜をを加えると、c70分子が効率よくリポソームに取り込まれる現象を見つけた。人工生体膜に包まれたc70は水に溶けやすくなり、治療薬の可能性が出てきた。
    C70の液体をガン細胞と混ぜて可視光を当てる実験では、ガン細胞の55%が死んだ。光のエネルギーを受けたc70が、液体中に活性酸素を発生させるなどして細胞を壊したと見られる。


茶に溶ける
  • 2007年、九州大学の中嶋直敏教授らは、水に溶けないカーボンナノチューブ(筒状炭素分子)がお茶に溶ける現象を見つけた。
    合成直後のナノチューブは貯木場の材木の様な束になり、1本1本を使うにはほぐす必要がある。
    中嶋教授はこれまでに、カテキンなどに含まれる炭素の構造と同じ構造を持つ様々な化学物質が、ナノチューブ束をほぐすことを発見している。また化学物質を発見している。また化学物質の種類によって、太さや層数の異なるナノチューブ別に結合の強さが違うことも分かってきた。


  • 光照射で
    • 2008年、牛の角に似た炭素分子「カーボンナノホーン(CNH)」も光を吸収しやすい物質をつめてマウスのガン組織に注射し、レーザーを外から照射して癌を消滅させることに、産業技術総合研究所と藤田保健衛生大学、東北大学のチームが9/14までに成功した。
      光照射による活性酸素の発生とCNHの温度上昇という2つの効果によるもの








中皮腫
  • 国立医薬品食品衛生研究所毒性部の菅野純部長らはカーボンナノチュウーブ(筒状炭素分子)をマウスに投与して中皮腫が発生することを確かめた。アスベストに似た大きさや形のため、同じような結果となった。
    実験したのは平均で直径約100ナノb、長さ5マイクロb以上のカーボンナノチュウーブ。大きさはアスベストと同程度。
    復腔内に1匹当たり3mg注射したところ、16匹中14匹で腫瘍ができた。

ガン治療に
  • 2012年、村上達也・京都大学助教らは、カーボンナノチューブを体内で安定的に存在できるようにリン脂質などコレステロールの一種でコーティングした。その後、人の肺ガン細胞を入れた培養液にいれて、波長808ナノbの近赤外光を10分間当てた。
  • 24時間後に、細胞の数を数えたところ、45%減っていた。
    活性酸素を抑える試薬を入れた場合は、28%の減少にとどまった。





形を定義する指標
  • 2014年、東北大学の磯部寛之教授らは、カーボンナノチューブの形を定義する指標を作った。
    ナノチューブは発見から20年を経過しているが、長さはまばらでも物質の最小単位である「分子」と呼ばれてきた。
    磯部教授らは独自技術で長さ一定の分子を16種類合成し、数学的に構造を定義した。作製した指標は「長さ」「化学結合の数」」「原子の数」の3つ。
    これまでは、ベンゼン環で構成するナノチューブを縦に割った時、原子の並びの座標で決める「カイラル指数」が指標としてあった。しかしカイラル指数で直径は決まるが、長さは定義できなかった。








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