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グラフェンは厚さわずか原子1個分の薄い膜で、鋼鉄よりはるかに丈夫でありながら柔軟で、電気をきわめてよく通すことで注目されています。

グラフェンは、ハチの巣状に並んだどの元素の単層でできているでしょう?

炭素
正解は炭素です。グラフェンは原子1個分の厚さの純粋な炭素がハチの巣状に並んだ単層で、2010年に2人の科学者がこれを分離してノーベル物理学賞を受けました。極薄ながら、これまで測定された中で最も強い物質の一つです。

グラフェンは炭素原子が繰り返し並んだハチの巣状(六角形)格子でできた単層の材料であり、この特有の配列こそが並外れた特性を生み出している。この六角形格子の中で炭素原子どうしが非常に強く効率よく結合しているため、厚さが原子1個分しかないにもかかわらず、できあがったシートは極めて強靭でしなやかであり、電気と熱の両方をよく通す優れた導体となる。

シリコンはコンピューターチップや太陽電池の中核をなす元素だが、グラフェンのような超薄型のハチの巣状シート材料は形成しない。チタンは航空宇宙用途や医療用インプラントに使われる強くて軽い金属だが、化学的にも構造的にもこの炭素材料とは無関係である。

グラフェンを最初に単離した科学者たちは、粘着テープを使って黒鉛の塊から層をはがすというごく単純な手法でそれを実現した。学生でも再現できるほど簡単な手法でありながら、ノーベル賞に値するほど重要な成果だった。

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