革新的な美粒の高圧乳化分散、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、挙動は同じです。

(ブログ)ナノカーボン・スメクタイト乳化

(ブログ)ナノカーボン・スメクタイト乳化

ナノカーボン・スメクタイト乳化、インフラ補強、REBUILD思想

国家戦略として、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンといったナノカーボン事業を国は推し進めてきた。しかし、一向に浸透していかない。世界的にみても、同じである。なぜなら、それを使いこなす用途が見つからないからである。

イノベーションの基礎になるのは、利便性、生産性、市場性である。いくらいいものでも、生産性がなければ話にならない。大量生産可能なものでないと、ものごとは動かない。そして、市場性、つまり、コストである。合理的なコストでなければ、どうすることもできない。そして、もっと、重要なのは、利便性である。使い勝手がわるければ、だれもつかわない。ナノカーボンが進展しないのは、その3つの条件がそろわないからである。税金から科学振興へと予算が流れる。しかし、ほとんどが、無駄に消費されている。

ナノカーボンには、重要な2つの機能がある。ひとつは導電性である。電気をよく通すということは、熱を拡散することにもつながる。ものを細かくしていけば、それだけ比表面積が上がる。効率が非常によくなる。当然に、電池や蓄電池関連への需要があるが、ネックになるのが、やはりコストである。残念ながら、今現在、使える状況ではない。つまり、性能はよくても、それに見合うだけの市場性がない。費用対効果がないから、動かないのである。それでもすこしづつ改善していくはずである。しかし、その規模は、一つの企業体の一事業部が黒字になる程度で、それが国家戦略としての柱になるようなものではない。

もうひとつは、強度である。軽くて強靭なものである。グラフェンの機能として、防弾チョッキにも使えるものとして、よく紹介されている。それだけすぐれているものなら、なぜ、市場は反応しないのか、答えは、生産性、市場性、利便性がないのである。ナノカーボンだけではどうにもならない。塗膜性、接着性がないからである。接着剤や樹脂に混ぜようとしても、混ざらないからである。

ナノカーボンの素材を手にしても、乾粉だけではどうすることもできない。何かに分散しなければならないからである。例えば、カーボンナノチューブ、日本の国家戦略のひとつである。それをできるだけ一本のチューブに解さなければどうにもならない。解繊分散というカテゴリーになるが、それを施さなければ、性能はでないし、使えない。黒鉛を物理的に剥離する。これも乾粉ではどうにもならない。これも何かの溶液に剥離分散しなければどうにもならない。つまり、液中に解繊分散、剥離分散させなければ、どうにもならないのである。問題はここからである。ここまでは、いまでもできるのである。しかし、ここから、どうすることもできないのである。樹脂に均一にまぜることが難しいのである。ここが、ブレイクスルーしないと、ものごとは動かない。
確かに、接着剤の中に均一にナノカーボンがきれいに分散できれば、これは補強として使える。傷ついたインフラの亀裂に注入すれば、ナノカーボンが架橋して、インフラが補修できる。接着剤は吸着性はあるが、金属の強靭性はない。だから、接着剤の中に均一にナノカーボンが分散されていなければ、使えないのである。それも簡単に混ざらないと利便性がでないのである。

今は環境問題があるから水溶性の速乾性の樹脂(接着剤)しか使えない。それに均一に混ぜようとすれば、一つ一つが粒子として存在する乳化物でないと均一にはまざらない。懸濁液(水と粉体が混ざったもの)を水溶性樹脂の中にいれても、再凝集を起こして、均一に分散しないからである。また、そこで、強い力を加えて、均一にしなければならない。膨大なコストがかかり、現実的には不可能なことなのである。需要があっても、それを満たす市場性、生産性、利便性がないのである。

それを満たすことができるものを簡単に作り出すことができた。それがナノカーボン・スメクタイト乳化である。そのベースがナノカーボン乳化である。(スメクタイトは防錆、防水効果のバリア効果をつけるためにいれたもの)油をナノカーボンだけで包み込むことに成功したのである。界面活性で油を包むのでなく、黒鉛とカーボンナノチューブで、油を包んだのである。油の中にナノカーボンがいるのでなく、油と水との界面にナノカーボンがいるのである。下記がその顕微鏡写真である。一つ一つの球体が乳化物である。その中に油があり、その球体の外側の黒い太丸が、ナノカーボンである。その中にあるのは、水、黒鉛、カーボンナノチューブ、スメクタイトだけである。溶剤も界面活性剤もない、全部、土に返せるものである。環境にやさしいものなのである。

ナノカーボン

ナノカーボン2

これなら、接着の中に綺麗に混ぜることができる。しかも、強靭なナノカーボン(剥離した黒鉛(グラフェン)とカーボンナノチューブに包まれた油粒子、それが外からの衝撃波を吸収することができる。軽くて強靭でしかも外からの衝撃波を吸収する。自動車のバンパーやダンパーに最適のはずである。接着にまぜて、インフラの亀裂に注入すれば、補修、補強になるはずである。

もはや、スクラップ&ビルドの時代は終わったはずである。この地球にはそんな余裕はない。優れたレーザーやレーダー解析で、外から、どのくらいインフラが腐食しているか簡単にわかる。また、最近では、水だけで、車のボンネットの焼き付け塗装が簡単に塗膜剥離できる技術が出来上がった。水だけで、その塗装をはがし、接着剤にまぜたナノカーボンスメクタイト乳化物を注入すればいい。これからはリビルドの時代なのである。

そうなれば、用途がなくて、撤退したマルチのカーボンナノチューブ生産が日本に復活するはずである。インフラ補修となれば、それなりの生産量が必要になるからである。カーボンナノチューブ生産がでてくれば、副産物として水素がでてくる。自動車会社が推し進めている水素自動車がEV車と並走するかもしれない。

まちがいなく、これから強度実験が進み、いろいろなところに使用されるだろう。そうなれば、大学や研究機関も用途研究へと進むはずである。いずれ、インフラ補修はまったなしでアメリカや中国、ヨーロッパにも波及していくはずである。未来の子孫のために、これ以上資源の無駄使いはやめるべきである。使えるものは補修してつかう。これがこれからの人類の在りようであるはずである。

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