碳纳米管：超微节能革命，应用不断扩大

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碳纳米管因重量轻、强度高、导热导电性强等，可提高能源效率。人们对其在超低功耗计算机和超轻量材料等领域的应用寄予厚望。

2014年2月，日本各地降了创纪录的大雪，有交通事故和农作物受灾的报道，但鲜为人知的是，大规模光伏电站也受到了沉重打击。

因为积雪遮挡阳光，太阳能电池板无法发电的情况频发。甚至有因架台无法支撑雪的重量，导致出现一连串电池板倾倒或脱落等损害。

保护太阳能电池不遭雪灾的“布”

可乐丽生活材料公司（大阪市）利用碳纳米管（CNT）开发出了可解决这一问题的产品。

产品的名称是“布加热器”（下图）。乍看上去就是一块普通的布，但把手靠近其表面，会感到一丝丝的温热。其实，整块布都在发热。

可乐丽生活材料开发的布加热器整体均匀发热（左）。 通过在山形县安装到太阳能电池板上进行融雪实验，确认了收益性（右）

CNT具有导电性。把CNT均匀溶解在液态塑料中，将聚酯纱线浸泡在其中浸涂。这样制成的纱线叫作“CNTEC”，将其作纬线，用通常的聚酯纤维作经线，织成的布料即为“布加热器”。在CNTEC的两端安装电极并接通电源，其中就会有电流通过，在电阻的作用下会产生热量。因为每条纱线都在发热，所以整块布会均匀加热。

电热毯和道路融雪等常用的镍铬合金丝是只有S形布线发热。想要实现整个面均匀加热，就要消耗大量的电能。而使用CNTEC的布加热器能够实现大面积均匀加热，可使耗电量减少2～3成。

如果为太阳能电池板配备这种布加热器，就可以防范雪灾。不过，即使这种方法能够融雪，但如果耗电量太大就不划算了。为此，可乐丽生活材料公司制作了试制系统，在山形县多次进行了验证试验。关于试验结果，该公司社长鸟生雅夫介绍说：“与融雪使用的电能相比，清除积雪后增加的发电量更多，有足够的经济性。”

可乐丽生活材料公司计划在10月前后开始销售CNTEC，今后还将继续探索新用途，例如用于道路和房顶的节能型融雪系统、电热毯等。

CNT是名城大学教授饭岛澄男于1991年在全世界首先发现的。虽然CNT与其他材料相比特性超群，但应用于产业的技术难度高，一直没有突破“梦幻新材料”的领域走向实用。不过，时至今日，随着实用化相关技术的大幅进步，CNT正在逐渐改变我们的生活。

CNT的电特性（易通电等）、机械特性（强度等）、热传导性都远远超过其他材料。使用加入了CNT的复合材料，可以在广泛的领域开发出新型节能且多功能的设备。

CNT有只有一层管的单层CNT和有多层管的多层CNT之分。多层CNT比较容易生产，昭和电工等企业已经开始量产。前面提到的可乐丽生活材料公司使用的也是多层CNT。

而单层CNT虽然量产困难，但与多层CNT相比，特性明显高出一筹。

举例来说，住友精密工业正准备开发利用铝和单层CNT合成的复合材料，计划将其用于飞机发动机和电动油压设备上安装的热交换器（下图）。CNT的传热性好，散热性是普通铝的4倍。因此可以制造出轻巧、小型的热交换器，提高飞机的燃效。

住友精密工业开发的喷气式发动机用热交换器。通过合成铝和单层CNT，把散热性提高到原来的4倍，并且实现了轻量化 照片由日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）提供

2013年7月，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与单层CNT融合新材料研究开发机构、日本产业技术综合研究所（产综研）开发出了由单层CNT和铜组成的复合材料。这种材料实现了划时代的性能，在电导率（易通电性）与铜相当的前提下，电流密度高达铜的100倍，而且还不会发生断裂。只需铜线的百分之一的截面积，就能通过与铜等量的电流，而且，即使温度升高，电阻也不易增加。如果将其应用于纯电动汽车的马达，可以大幅缩小马达的体积和重量。