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アルミニウムと同等の電磁波遮蔽性能で1/270の軽さの「超軽量電磁波遮蔽材料」をパナソニック、3大学、JAXAらが共同研究

2022年8月25日 By 山田航也

パナソニックインダストリー株式会社は、名古屋大学、山形大学、秋田大学、JAXAは協働で、超軽量で電磁波を遮蔽する材料の開発に着手する。

宇宙探査における「超軽量電磁波遮蔽材料」技術の共同研究

国立大学法人東海国立大学機構名古屋大学(以下、名古屋大学)、国立大学法人山形大学(以下、山形大学)、国立大学法人秋田大学(以下、秋田大学)は、パナソニックインダストリーを代表機関とし、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(以下、JAXA)と共同で、宇宙探査における「課題解決型」研究テーマである「超軽量電磁波遮蔽材料」技術の共同研究を開始したことを発表した。

宇宙機からeVTOL、5G・6G基地局の軽量化に貢献する新材料にも

宇宙分野において人工衛星などの質量低減を図るべく、機体の数十パーセントの質量を占める機内通信・給電用ケーブルの無線化の研究が進められている。
この実現に対しては電磁両立性(EMC)［1］確保のため、高度な電磁波遮蔽技術が求められている。
また、地上空間におけるドローン・eVTOL［2］といった環境負荷が低い電動航空機の普及に向けても同様に、軽量化と電磁波対策の両立が求められている。さらに、5G・6Gといった無線通信の高速化・高周波化に伴い、ミリ波帯からテラヘルツ波帯への対応と軽量化を両立する電磁波遮蔽材料の必要性が高まると予測される。

【用語解説】
［1］電磁両立性（EMC）
EMCはelectromagnetic compatibilityの略。電気・電子機器が発する電磁波（電磁ノイズ）が周辺の機器に影響を与えず、自らも周辺からの電磁波（ノイズ）の影響を受けずに動作する耐性のこと。

［2］eVTOL（イーブイトール）
Electric Vertical Take-Off and Landingの略。垂直に離着陸し、ヘリコプターやドローン、小型飛行機の特徴を併せ持つ電動の機体で、「空飛ぶクルマ」の一つ。

カーボンナノチューブの研究内容をさらに発展

パナソニックインダストリー、名古屋大学、山形大学、秋田大学は2020年に開始したJAXA宇宙探査イノベーションハブ「アイデア型」研究テーマで培ったカーボンナノチューブの研究内容をさらに発展させるべく、2021年に行われたステップアップ審査により選考され、2022年6月より「超軽量電磁波遮蔽材料」技術の共同研究を開始した。

「超軽量電磁波遮蔽材料」技術は今後、航空宇宙分野や次世代高速通信分野などに使用される様々な機器への採用が期待される。パナソニックインダストリーが長年培ってきた熱硬化性樹脂の配合設計技術と、地上の様々なユースケースを想定した環境試験技術・ノウハウを組合せることで、2024年の実用化を目指す。

＜研究項目と共同研究メンバーの役割＞

◎主たる研究実施機関、○従たる研究実施機関

超軽量電磁波遮蔽材料の特徴

アルミニウム比270分の1の軽さとアルミニウム同等の電磁波遮蔽性能を両立

名古屋大学の研究によるカーボンナノチューブを用いた超軽量材料とパナソニックインダストリーが保有する熱硬化性樹脂の配合設計の組合せにより、一般的な電磁波遮蔽材料の中でも軽量なアルミニウムの270分の1の軽さ(かさ密度0.01g/cm3レベル)を実現しながら同等の電磁波遮蔽性能を有している。宇宙機や電動航空機の機器軽量化を促し、エネルギー効率を向上させることで、航続距離の伸長に貢献する。