黒鉛をそろえて固めた魔法の絨毯―高感度センシングへ期待―

2026-08-25 京都大学

京都大学と沖縄科学技術大学院大学の研究チームは、黒鉛(グラファイト)粒子を磁場中で安定して浮上させ、高感度センシングに利用できる新たな複合材料を開発した。黒鉛は反磁性と強い異方性を持つため永久磁石上で浮上できるが、電気伝導性が高く、磁場中で運動すると誘導電流によるブレーキが生じ、センサー性能を低下させる。研究チームは、黒鉛粒子の表面に薄いガラス層を形成して電気的に絶縁するとともに、粒子の結晶方位をそろえてから板状に固化することで、この問題を解決した。作製した材料による浮上体は、軽く刺激すると1時間以上振動を続ける高い機械的応答性を示し、地震による揺れも検出できた。非接触・低摩擦で微小な力や振動を測定できる特性から、次世代の高感度な磁気浮上センサーへの応用が期待される。

黒鉛をそろえて固めた魔法の絨毯―高感度センシングへ期待―
表面をガラス層で絶縁したグラファイト粒子の向きをそろえて固めた「魔法の絨毯」の浮上イメージ。©️京都大学/武田和行准教授作成

<関連情報>

表⾯絶縁および磁気配向されたグラファイト粒⼦を⽤いた反磁性浮上センシングプラットフォーム Diamagnetically Levitated Sensing Platforms Made With Surface-Insulated and Magnetically Aligned Graphite Particles

Tomoya Kamide, Ayuto Tatsubo, Jason Twamley, Kazuyuki Takeda
Analysis & Sensing  Published: 02 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/anse.70099

Abstract

We report on development of graphite-based, diamagnetically levitated platforms optimized in terms of both the diamagnetic lifting force and the minimized mechanical loss arising from bulk eddy currents. In addition to surface insulation of graphite particles by silica coating as reported (Tian et al., Applied Physics Letters, 2024, 124, 124,002), the particles are made to be oriented in a common direction. The direction of alignment is tailored according to the profile of the magnetic field used for diamagnetic levitation by applying either a rotating or a stationary magnetic field to viscosity-tuned slurry containing the insulated graphite particles before drying up into a solid plate. The low-loss and lift-force-optimized levitated platforms open the door to various sensing applications and will find diverse interest.

0403電子応用
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