カーボンの材料として面白味は何と言ってもその自由なカタチではないでしょうか．身近にダイヤモンドやグラファイトとして姿を表すこともあれば，見えないところでは色々なカタチで私たちの生活の役に立っています．

そして様々な原料からカーボンを作り出すことができることも面白い特徴ではないでしょうか．廃棄物や副産物を有用な材料に転換できたら人類の持続可能性に寄与するはず，そう考えて研究を行っています．

カタチが不均一なカーボン

HMLABでは様々なカタチのカーボンを調べ，そして利用しています．カタチが不均一な物としては，アモルファスカーボンや活性炭と呼ばれるものがあり，それぞれ「硬い」や「孔（あな）が多い」と言った特徴を持ちます．

カタチが均一なカーボン

カタチが均一なカーボンには良く知るものとしてダイヤモンドやグラファイトがあり，更にカタチを「ナノ」のスケールで制御することによりナノカーボン群を実現することができます．ナノカーボンにはナノチューブやグラフェン，カルビン等がありカタチによって機能が大きく変化するカーボンです．

カーボンのカタチを整える

それではどうやってカーボンのカタチを整えるのでしょうか？基本的には2つのアプローチがあります．１つはトップダウンアプローチです．このアプローチでは大きなものから削ってカタチを作りますが，このアプローチではカタチが整ったナノカーボンを作ることはできません．そのかわり活性炭を作ることができます．ブロックの様になったカーボンを外から削って孔（アナ）だらけにすることによって活性炭が出来上がります．

これに対しナノカーボンはボトムアップアプローチによって作られます．トップダウンが彫刻の様な削り出しとしたらば，ボトムアップは積み上げでしょうか．しかし単なるボトムアップではないのです．ナノチューブは発見されて４０年以上が経過していますが，ナノチューブやグラフェンのナノカーボンを作るためには「作り手」の助けが必要になります．
ナノチューブでは鉄を主とする金属の玉が，グラフェンでは銅を主とする金属の板が必要になりそれらをかたどる様にナノカーボンができます．このナノチューブの作り方はHMLABの前身である遠藤研究室を主宰していた遠藤守信 教授が提案しました．詳細はコチラ（信州大学サイト）

現在では，更に詳細なカタチの制御をすることで「二層のナノチューブ」やコップが積み重なった「カップ積層型ナノチューブ」を作製することができます．