未来の素材

埋め込み、層状、またはスプレーのいずれであっても、グラフェンは既存の製品に新しい特性を導入したり、新しい製品の開発を可能にします。 また、同じ性能を達成するために、または以前は達成できなかったレベルまで性能を高めるために必要な材料の量も削減されます。

グラフェンと金属 – 将来の銅不足への取り組み

地球の電化が進むにつれて、金属、特に銅の需要は今後数十年間で一桁増加するでしょう。 その一方で、2030年までに1,000万トンの銅が不足すると予測されています。

グラフェンのフラッグシップ関連メンバーであるスウェーデンの GraphMaTech は、銅の一部をグラフェンに置き換えて銅の必要性を削減することを目指しています。 銅単独と比較して、銅とグラフェンの複合材料は、硬度、ヤング率、室温での引張強度などのいくつかの基準で優れた性能を発揮します。 さらに、グラフェンフィラーは銅の機械的特性を維持し、回路の故障や接続喪失の原因となるエレクトロマイグレーション効果を軽減します。

「私たちは、金属とグラフェンの複合材料を改良するという目標のもと、金属にグラフェンを組み込む技術を開発してきました。 金属材料の特性を高めることができるため、特定の用途では必要な金属の量が減ります。 当社は電化アプリケーションに焦点を当てており、将来の水素経済に向けて水素と互換性のあるグラフェン金属の使用を検討しています」とGraphMaTech ABのCEO、Mamoun Taher氏はGraphene Flagship主催のウェビナー「グラフェン技術によるグリーン移行の実現」で述べた。 2022 年 10 月 27 日のイノベーション ワーク パッケージ。

グラフェンでコーティングされたガラス繊維と裸のガラス繊維。 クレジット: Grafren AB

グラフェンとガラス繊維 – 新しい機能の追加

グラフェンのフラッグシップ関連メンバーであるスウェーデンの Grafren AB は、ガラス繊維をグラフェン フレークで直接コーティングして、その特性を向上させています。 従来のグラフェンペイントまたはバインダーベースのコーティング手法は、ガラス繊維には適用できません。 グラフェンとガラス繊維はナノスケールレベルで統合され、繊維の表面にグラフェンフレークを集めて配置する必要があります。 「私たちは独自の方法でグラフェンフレークを使用してガラス繊維をコーティングします。 得られたコーティングはヘビの皮膚に似ており、繊維の表面に多数のフレークが配置され、互いに重なり合っています」とグラフレンの CEO、エリック・クラノフスキー氏は説明します。 研究チームは、同じアプローチを使用して、軽量で柔らかい e-テキスタイル (導電性生地) の製造を実証することに成功しました。

グラフェンとゴム – ツール・ド・フランス 2022 で金メダルを獲得

従来のゴムは、天然ゴムであろうと合成ゴムであろうと、硬化するには化学架橋反応を受ける必要があります。 これらの特性は、製造中に配合成分を追加することによってさらに強化できます。 酸化グラフェンはその 1 つで、ゴムを架橋して強化することができます。 長期間の摩耗に耐えるゴムの能力を高め、ゴムの引張強度と引裂強度、難燃性、耐熱性を向上させることができます。

グラフェンのフラッグシップ提携メンバーであるイタリアのヴィットリア スパは、自社のレース タイヤにグラフェンを適用し、スピードと転がり性能 (+5%)、グリップ (+8%)、耐パンク性 (+19%) と耐久性の面で改善された結果を得ました。 ヴィットリアの第 2 世代グラフェン コンパウンド (グラフェン 2.0) は、ヨーロッパ、フランス、ドイツ、オーストリア、ロシア、ブラジル、汎アメリカのクロスカントリー MTB チャンピオンシップだけでなく、数多くのグラン ツアー レースで優勝しました。 2022年だけでも、ヴィットリアのグラフェン強化レースタイヤはあらゆるタイプのバイクで最速となり、ル・ツール・ド・フランス（ロード）、UCI世界グラベル選手権、クロスカントリーのUCI世界マウンテンバイク選手権、UCIワールドなどのレースで優勝した。トラック選手権では、さまざまな分野や地形にわたってクラストップのパフォーマンスを示します。

ジョナス・ヴィンジガードは、ヴィットリア スパのグラフェン レース タイヤを履いてツール・ド・フランス 2022 で優勝しました。 クレジット: ヴィットリア スパ