奇跡の素材で割れないスマホが現実に

サセックス大学の研究者が開発した新素材は、薄くて丈夫なだけでなく曲げられるのも大きな特徴　University of Sussex

＜原子1個分の厚さで鋼の200倍頑丈。銅より導電性が高く、ゴム並みに柔軟な新素材「グラフェン」に期待が集まる＞

バキバキに割れたスマホの画面は、近いうちに過去のものになるかもしれない。研究者の間で「奇跡の素材」と呼ばれるグラフェンを用いて、安価で恐ろしく頑丈なタッチスクリーン用の透明電極フィルムが開発されたからだ。

グラフェンは炭素原子が蜂の巣状に共有結合した極めて薄いシート状の新素材。厚さは原子1個分しかなく、強度は鋼の200倍。銅よりも導電性が高く、ゴムのような柔軟性を持つ。

英サセックス大学の物理学者は、銀ナノワイヤという別の新素材とグラフェンを組み合わせることで、割れやすいスマホ画面の解決策を編み出した。米化学会の機関誌ラングミュールに発表された論文によれば、この混合素材は既存のものより安価で頑丈なだけでなく、より環境に優しく反応感度も高い。

現在のスマホ画面に使われる電極フィルムには、値段が高く採掘の際に環境を破壊するレアメタルのインジウムが使われている。インジウムは壊れやすいため、タッチスクリーンにひびが入ったり粉々に割れたりしやすい。

これに対して「グラフェンは比較的豊富にある天然のグラファイト（黒鉛）を分離して作られるので、タッチセンサーの製造コストは大幅に下がる」と、プロジェクトの研究者マシュー・ラージは言う。

グラフェンを素材にした導電シートはスマホ画面だけでなく、折り畳んだり丸めたりできる新世代の電子機器の開発にも貢献しそうだ。業界首位のサムスンをはじめとする大手スマホメーカーは、スクリーン技術に革命を起こすグラフェンの可能性に大注目。サムスン高度先端技術研究所では現在、グラフェンの商用化に取り組んでいる。

各社がグラフェンに関心を寄せる理由は、そのユニークな特性にある。04年に英マンチェスター大学の研究所で初めて作られたグラフェンは、想定される用途が極めて幅広い。

割れないスマホ画面や次世代の電子機器のほかにも、蚕にグラフェンを食べさせてできるという強化シルク、屋内太陽電池や塩水ろ過器、糖尿病の検査や治療に使える「タトゥー型」バイオセンサーなど、応用範囲は実に多様だ。

「グラフェンを幅広い一般向けの用途に活用する方法については、長年研究が行われてきた」と、英サリー大学でグラフェン研究を行っているラビ・シルバ教授は昨年本誌に語った（今回の研究には関わっていない）。「いよいよ、そうした応用が実現段階に入りつつある」

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[2017年11月28日号掲載]