【日本】東北大学、セルロースナノファイバーに半導体特性を発見。科学誌に論文掲載

　東北大学未来科学技術共同研究センターの福原幹夫リサーチフェローと、同大学大学院工学研究科附属先端材料強度科学研究センターの橋田俊之教授らの研究グループは1月10日、セルロースナノファイバー（CNF）を制御したナノサイズのシート材に半導体特性が発現することを発見したと発表した。

　今回の実験では、CNF組織を制御したナノサイズのアモルファスケナフセルロースナノファイバー（AKCF）シート材に、N型負性抵抗注に基づく直流/交流変換、スイッチング効果、整流特性が発現したことを確認。負電圧領域に顕著な現象を示すn型半導体特性を示すことを突き止めた。また直流通電時の並列回路（低伝導帯）から交流通電時の並列回路（高伝導帯）に変化する特性も示した。

　目下、CNFの原料である製紙用パルプは、現時点での応用は機械的・化学的分野の特性に着目したカーボンニュートラル型素材として注目されいているが、低廉で無害のバイオ素材による半導体原料にもなれ、ペーパーエレクトロニクスの可能性が出てきた。実用化されれば、レアアースやシリコンに依存しない半導体生産も可能となる。同研究成果は、Springer Natureの科学誌『Scientific Reports』にオンライン掲載された。

　CNFは、様々な素材や製法が研究されており、特性や性能はそれぞれによって異なる。その中で、プラスチック補強用のアセチル化リグノセルロースナノファイバーに関しては、産業技術総合研究所（産総研）の研究で、生分解性があることを確認。また、世界中でリサイクルについても研究が進められている。サーキューラー型の素材としても注目が集まっている。

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株式会社ニューラル サステナビリティ研究所