ディーキン大学が初めてBNNTチタン複合材の3Dプリントに成功

1990 年代に初めて開発されたカーボンナノチューブ (CNT) は、その強度と電気伝導能力により、数百万ドル規模の市場を持っています。約 1 年前、カナダ国立研究評議会は軽量窒化ホウ素 (BNNT) 製のナノチューブの生産規模拡大を開始し、今後 10 年以内に BNNT がカーボンナノチューブと同様に付加製造材料になると予測しました。その日は予想よりも早く来るかもしれない。オーストラリアのディーキン大学先端材料研究所（IFM）の研究者らが、BNNT/チタン複合材料の3Dプリントに初めて成功したと報告しているからだ。

この BNNT 3D プリンティングの画期的な成果は、IFM の付加製造チーム (ダニエル・ファビジャニック博士が率いる) とナノテクノロジーチーム (チェン教授が率いる) の共同作業によって実現しました。「窒化ホウ素ナノチューブ（BNNT）は、多くのユニークな特性を持つ新しいクラスの先進ナノマテリアルです。超軽量、超強度、そして極めて耐熱性に優れています。しかし、発見されてから20年経ちますが、生産量はわずかで、製品開発における実用化は大きく制限されています。当社の革新的でスケーラブルな製造プロセスは、この生産上のボトルネックを効果的に解消し、BNNTの真の力を市場に解き放つことができます」とチェン教授は説明しました。

BNNT の大規模 3D プリントを実現することは、航空宇宙、防衛、エネルギー、自動車、医療など多くの業界にとって大きな意義があります。 BNNT の構造、熱伝導率、機械的特性はカーボンナノチューブと似ていますが、800°C (カーボンナノチューブの 2 倍) までの温度に耐えることができます。これが、BNNT が 3D 印刷材料として非常に魅力的な理由です。この高い耐熱性により、BNNT は金属マトリックス複合材料の 3D 印刷中に粉末を溶解および液化する際に発生する極めて高い温度に耐えることができます。

BNNT はさまざまな色に染色することができ、透明な材料として設計することもできますが、どちらもカーボンナノチューブでは不可能です。 BNNT は機械的ストレス下でも電流を生成でき、電気絶縁性と化学的安定性が高く、紫外線や中性子放射を遮断することもできます。「BNNT を複合材料やシステムに統合すると、多くの産業用途でまったく新しい材料特性を実現できます」とチェン教授は説明した。

BNNT の潜在的な商業的利益が注目を集め始めたのは、ここ数年のことである。チェン教授は、現在BNNTを大規模に生産できると主張する世界的組織は3つしかないと述べた。しかし、従来のBNNT生産は高価で、エネルギーを大量に消費し、持続可能ではありません。

「対照的に、ディーキン大学のBNNT技術は、最高の生産性を提供すると同時に、よりエネルギー効率が高く、産業に優しいと期待されています。この技術はディーキン大学の研究室でうまく実装されており、BNナノチューブフィルム、コーティング、バッキーペーパーなど、さまざまな製品を含む、内部および外部の研究に十分なBNNTを生産しています」とチェン教授は述べています。「BNバッキーペーパーは、航空機の放射線遮蔽、水から汚染物質を除去するフィルター、軽量で頑丈な車両や航空機の製造に使用できます。」

出典：中国粉末冶金ビジネスネットワーク

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