合成困難とされた「炭素磁石」作成、京都大などのチーム成功…レアアース使わず

京都大学

　レアアースと呼ばれる希少な金属を使わず、どこでも簡単に手に入る炭素を原料にした磁石を作ることに成功したと、京都大などの国際共同研究チームが発表した。「炭素磁石」と呼ばれ理論的には可能とされていたが、合成が難しかった。実用化できれば次世代計算機「量子コンピューター」などに役立つ可能性があるという。論文が９日、科学誌ネイチャーに掲載される。

　磁石はコンピューターやスマートフォンに内蔵された記憶媒体や、電気自動車のモーターなど様々な製品に欠かせない。ノーベル賞の受賞が有力視される佐川真人・大同特殊鋼顧問が発明した超強力な「ネオジム磁石」は、軽量で効率良く回転するモーターを可能にしたが、中国など一部の国だけで産出する希少金属が必要なことが課題だった。

　チームの坂口浩司・京都大教授（エネルギーナノ工学）は、炭素原子が短冊状に並んでできた「グラフェンナノリボン（ＧＮＲ）」と呼ばれる微小な物質に注目。真空に近い状態にした高温の実験装置の中で、磁気が生じる源となる「スピン」の向きをそろえた炭素原子を次々とつなげ、磁石の性質を持つ長さ１０ナノ・メートル、幅１・５ナノ・メートル（ナノは１０億分の１）のＧＮＲを作ることに成功した。

　磁力はネオジム磁石や、身の回りで多く使われているフェライト磁石などよりは弱いと考えられる。また酸素や水分と反応して劣化しやすいため、現段階では製造が難しいが、将来、安価で軽量な磁石の開発につながる可能性があるという。坂口教授は「大気中で安定したＧＮＲを合成し、炭素磁石を実用化するまでに時間はかかるが、今回の成果を第一歩として研究を進めたい」と話している。