　産業技術総合研究所（産総研）は2021年5月17日、単層カーボンナノチューブ（CNT）をシリコーンゴムに高分散化させることで高導電性を持たせ、柔軟で耐久性に優れたCNTシリコーンゴム複合材料を開発したと発表した。神経調節療法用医療機器の電極パッドなどに適用できる。日本ゼオンとの共同研究による成果だ。

柔軟な導電性CNTシリコーンゴムシート（写真：日本ゼオン）出典：産総研

　産総研では、2004年に単層CNTの合成のためのスーパーグロース法を開発。2015年に日本ゼオンが量産化に成功している。これまでにさまざまな複合材料の製品化開発が進んでいるが、今回、ウェアラブルデバイスの電極パッドなどに使えるシリコーンゴム複合材を開発した。

　新開発の複合材料は、シリコーンゴムに市販の導電性フィラーと少量の単層CNTを添加し、高分散化した。このCNT配合品と導電性カーボンブラック（CB）を配合した材料を比較したところ、高硬度の原因となる導電性フィラーの添加量が抑えられることで硬度を低減できた。

体積抵抗率と硬度（左）および導電性フィラー添加量（右）の関係（クリックで拡大）出典：産総研

　また、シリコーンゴムに市販の導電性フィラーのみを添加した複合材料に比べ、一部を単層CNTに置き換えた複合材料は導電性が安定。体積抵抗率のばらつきを3分の2程度に抑制できた。

体積抵抗率変動係数に及ぼす単層CNTの添加効果出典：産総研

　開発した複合材料には、純度の高いシリコーンゴム「ZEONANO SG101」を使用している。これにより混練から1カ月後でも、劣化の指標となる重量平均分子量の低下が20％にとどまり、耐久性が高いことが示された。

シリコーンゴムの重量平均分子量の経時変化（室温）出典：産総研

　日本ゼオンは、このCNTシリコーンゴム複合化技術を用いて、マスターバッチを作製した。さらに、シリコーン分散液メーカーのNovation Solutionsと共同で、これを用いた「PURmix高濃度ゴム（HCR）ヘルスケアコンパウンド」を開発。パーキンソン病などの症状である手の震えを電流で抑える腕時計型医療用ウェアラブルデバイスの電極パッドに採用された。

病気による身体の震えを軽減するCNT応用デバイスイメージ出典：産総研

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