日本東北大學的高奈秀匡教授與美國華盛頓大學共同開發了一種以源自植物的新材料——纖維素奈米纖維爲主要原料的新型纖維。該纖維能保持高強度並具備導電性能的超細纖維，並且具有在吸收極少量的水時不再導電的特性。有望應用於不喜潮溼的精密儀器和檢測汗液和呼氣中所含水分的感測器，目標是投入實際應用。
圖1 在纖維素奈米纖維中混入奈米碳管的纖維（供圖：東北大學）
試製的纖維直徑爲20微米（微米爲百萬分之一米），據研究人員稱，還可以進一步變細。
在纖維素奈米纖維中混合了50%左右的成爲諾貝爾獎有力候選者的新型碳材料——奈米碳管。
爲了使其具有導電性而進行了混合奈米碳管的研究，但由於存在強度降低等問題，難以投入實際應用。
圖2 新型纖維的直徑爲微米級（供圖：東北大學）
高奈教授等透過尋找新的製作方法解決了這一問題。具體方法是，分別將溶解的纖維素奈米纖維和奈米碳管的液體混合後倒入寬度爲微米級的凹槽中。在這一程序中，施加200伏的電壓。然後用鹽酸和水壓進行壓固。這樣就能形成奈米碳管和纖維素奈米纖維的朝向一致且相互纏結的纖維。
對製作的纖維的特性進行調查後證實，其具有導電性的同時，具備作爲纖維素奈米纖維的高強度。
另外，還具有吸收水分後不再導電的性質。據研究人員解釋，這是由於水分子進入纖維中的奈米碳管的間隙導致的。
利用這一特性，甚至可以檢測到0.25微升（不足一滴）的極少量的水。高奈教授解釋說，其靈敏度是傳統水感測器的5倍以上。
高奈教授正在與華盛頓大學合作研究一款收集健康資料的可穿戴終端機。這一想法是希望開發出能夠檢測皮膚表面汗液的設備。
另外，纖維素奈米纖維的直徑極細，達到奈米（奈米爲十億分之一米）級別。新型纖維的粗細也可以設法自由改變。如果組裝在微型機器中，預計也可應用於檢測内部潮氣等的感測器。
纖維素奈米纖維是一種源自植物的新材料，也吸引了企業的關注。6月，大王制紙株式會社宣佈，將與東京大學、產業技術綜合研究所、東北大學開始聯合研究，旨在將其應用於半導體材料。隨着高奈教授發現新的性能，研究開發預計將變得愈發活躍。
日文：博多響、《日經產業新聞》、2023/7/31
中文：JST客觀日本編輯部
