NIMS，2次元物質の短時間・稠密製法を開発

物質・材料研究機構（NIMS）の研究グループは，酸化物ナノシートやグラフェンなどの2次元物質を，1分程度の短時間で基板上に隙間なく単層で配列する新技術を開発した（ニュースリリース）。

グラフェンや酸化物ナノシートなどに代表される2次元物質は，原子~分子レベルの薄さと究極の2次元形状を持ち，それに基づいて様々な優れた機能（高速電子伝導，高誘電性，高い触媒性など） を発現するため，エレクトロニクス，環境，エネルギー技術など広範な分野に技術革新をもたらす期待が高く，世界中で研究が進められている。

2次元物質は多くが有限の横サイズ（マイクロメートルレンジ）を持ったシート状物質が溶液中に分散したコロイドとして得られるため，その優れた機能をフルに引き出してデバイス化するためには，これらを様々な基材の表面にちょうどトランプを並べるように秩序正しく配列させることが第一のステップとして求められる。

すなわちナノシートを隙間や重なりを生じさせることなく，単層膜として配列させることが重要な要素技術となっている。この単層膜形成が達成されればこれを反復することにより，多層膜や超格子膜を構築することができ，多彩な機能開発が可能になると期待される。

このような稠密単層膜の形成には，現状では主にラングミュア・ブロジェット（LB）法が適用されているが，熟練した操作，複雑な条件設定が必要であることに加えて，製膜に通常1時間程度を要するため，工業的製造を想定する上では現実的ではなく，大きなネックとなっている。そのため簡便かつ短時間で製膜できる工業化可能な技術の開発が強く求められている。

研究では，酸化物ナノシートやグラフェンの有機溶媒ゾルを基板上に少量滴下し，適切な回転数でスピンコートするという簡便な手順により，約1分間という極めて短時間（LB法の数十分の一）でナノシートを稠密配列できることを見出した。

基板を回転させることによる遠心力とナノシート同士，ナノシートと基板表面の間に働く力のバランスにより，ナノシート間の重なり，隙間の発生が抑えられ，原子レベルで平滑な単層膜が形成できる。

さらにこの操作を反復することにより，ナノシートの厚み単位で制御された多層膜のレイヤーバイレイヤー構築が可能であることも確認された。この技術は様々な組成，構造の2次元物質に適用可能であり，かつ様々な形状，サイズ，材質の基材上に製膜できることが確認できており，普遍性が高い。

今回の成果は全く新しいメカニズムで2次元ナノシートの稠密配列を達成したもので，学術的にも高い新規性を有していることに加えて，ナノシートの応用の鍵となる稠密配列単層膜~多層膜の構築を簡便な操作，短時間プロセスで可能とするため，ナノシートを用いた実用デバイスの工業的製造に道を拓く画期的な成果だとしている。