1991年に日本で発見され、世界を驚愕させた革新的な新素材「カーボンナノチューブ」が、再び大きな注目を集めています。炭素原子が網目状に結びつき、筒状の形をしたこの物質は、ダイヤモンドを凌ぐ強度や銅のような導電性を持ち、まさに「夢の素材」と呼ぶにふさわしい存在です。2019年11月25日現在、この素材の発見者である名城大学の飯島澄男終身教授は、半導体分野での実用化がかつてないほど現実味を帯びていると期待を寄せています。
発見から約30年が経過した今日、当初から期待されていた「電子1個の動きを制御する」という究極の応用がいよいよ見えてきました。研究の初期段階では、高純度な素材を安定して大量生産する技術が未熟だったため、複雑な集積回路への転用は困難だと考えられていたのです。しかし、近年の製造技術の飛躍的な向上によって、再び半導体の主役としての座を取り戻そうとしています。
MITが証明した新時代の演算素子と技術の壁
飯島教授が今、最も注目しているニュースの一つが、米マサチューセッツ工科大学（MIT）による演算素子の開発成功でしょう。この成果は、カーボンナノチューブを実際のコンピューティングに活用できることを物理的に証明した歴史的な一歩です。多少の強引な設計は見られるものの、教授はこの成果を「素晴らしい」と絶賛しており、基礎研究のフェーズから実用段階へと大きく進展していることを肌で感じていらっしゃいます。
現在のコンピューターを支える「シリコン」は、微細化によって性能を高めてきましたが、物理的な限界点に達しつつあります。カーボンナノチューブは、シリコンよりもさらに細かく加工できる特性を持っており、次世代半導体の救世主となる可能性を秘めているのです。ここで鍵となるのは「ナノ」という単位の制御であり、これは1メートルの10億分の1という、想像を絶する極微の世界を操る高度な技術を意味します。
実用化の前に立ちはだかる最大の障壁は、これら無数のチューブを一列に、かつ完璧に整列させる技術が未確立である点に集約されます。もしこの整列技術に「一大革命」が起きれば、電子機器の性能は劇的に向上し、私たちの生活基盤そのものが書き換えられるに違いありません。SNS上でも「ついにシリコンの代わりが来るのか」「日本の発見が世界を変える瞬間を見たい」といった、科学ファンからの熱烈な声が数多く上がっています。
編集者としての私見ですが、カーボンナノチューブのような日本発の技術が、MITのような世界のトップ機関を刺激し、再び脚光を浴びるサイクルには胸が熱くなります。技術的な壁は依然として高いものの、不可能を可能にしてきた科学の歴史を考えれば、日本がこの「ナノテクノロジー」で世界の覇権を握る日は、そう遠くない未来に訪れるでしょう。私たちは今、コンピューター史における巨大な転換点に立ち会っているのです。
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