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ヒビを入れることで対衝撃200倍の強化ガラス開発に成功、スマホへの応用も —カナダ研究

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1: やるっきゃ希志あいのφ ★ 2014/01/29(水) 13:38:50.35 ID:???
軟体動物の殻はもろい無機物でできているにもかかわらず硬くて丈夫だが、その構造にヒントを得て、標準的なガラスの200倍の強度を持つガラスを開発したとの研究論文が28日、英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに掲載された。直感に反するようだが、このガラスは極小の「ひび」を網目状に入れることで強度を高めているという。

カナダ・マギル大学の研究チームは、研究を開始するにあたって、軟体動物の殻、骨、爪などの、もろい無機物でできているにもかかわらず、驚くほど強靭(きょうじん)な天然物質を詳細に調べた。するとその秘密は、これらの無機物が結合し、より大きく頑丈な構成単位を形成していることにあることがわかった。つまり、結合の境目に当たる「界面」と呼ばれる小さな断層線が殻に多数含まれていることになる。これは一見すると「もろさ」につながると思われるが、実際には外部からの力をうまくそらす働きをしている。一例を挙げると、真珠層や真珠母として知られている、一部の軟体動物の殻の内側に
みられる光沢のある層状構造は、これを構成する無機物の約3000倍の強度を持っている。「弱い界面を含ませることで物質の強度を高めるのは、直観に反するように見えるかもしれないが、天然物質では普遍的で強力な戦略になっているように思われる」と論文は述べている。

  • 割れずに衝撃を吸収 
研究チームは、自然界から学んだこの事実に倣い、3次元(3D)レーザーを用いてスライドガラスに極小のひびを刻み込み、その内部をポリマーで満たした。するとガラスの強度は200倍になった。ひびを刻み込んだガラスは、衝撃を加えても粉々に割れずに少したわんで曲がり、衝撃をうまく吸収した。折れるまで「伸びる」ことができる変形率は、標準的なガラスが0.1%しかないのに対し、ひびを刻んだガラスでは5%近くあった。この強化ガラスは、防弾窓、眼鏡、スマートフォン(多機能携帯電話)の画面などに応用される可能性がある。

ガラスは、透明性、硬さ、耐化学薬品性、耐久性など機能的に優れている点が多いものの、最大の難点はその「もろさ」にあった。論文の共同執筆者の1人、フランソワ・バルトラ氏は、このもろさを解決するための今回の新手法は「非常に経済的」だと説明し、「必要なのは、あらかじめ決めておいたポイントに焦点を正確に合わせることができるパルス状レーザービームだけ」と述べた。「われわれが開発した3Dレーザーでひびを刻む技術は、容易にスケールを拡大して、より大きくて厚みのある様々な形状の部品に応用が可能だ」

ソースは
http://www.afpbb.com/articles/-/3007443
http://www.afpbb.com/articles/-/3007443?pid=0&page=2
■Nature Communications http://www.nature.com/ncomms/index.html
 Overcoming the brittleness of glass through bio-inspiration and micro-architecture
 http://www.nature.com/ncomms/2014/140128/ncomms4166/full/  ncomms4166.html
 ↑有料で全文読めます。

引用元: 【技術】衝撃に200倍強いガラス開発、軟体動物の殻に着想 眼鏡やスマートフォンなどに応用される可能性 カナダ研究[14/01/29]

2: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:39:56.86 ID:ZdCmhAKF
カナダ 侮りがたしだな。 日本も蜘蛛の糸とか。

3: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:42:20.46 ID:jtW/4nKe
それよりUVを99.9%カットする透明ガラスを
作ってよ。

もしくは熱伝導率が低いガラスとかさ。

15: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:58:56.72 ID:qz/WG1tm
>>3
今でも車のガラスとかはUV90何%かカットしてるだろ。

5: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:44:05.20 ID:zMj2FBjZ
透明度は保てるの?
>>1に出てる物体はどれも不透明か半透明だけど

6: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:46:35.13 ID:9sL4xtGG
脆くないガラスだろ
優秀じゃん

7: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:47:15.39 ID:b6LPFpIM
擦りガラスや窓ガラスにわいいな。
スマホわプラッチックみたいな有機物で透明なのがイイ。

8: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:52:02.05 ID:RCpaJUVw
日本だと自然の現象から学ぶのは経験則だとして馬鹿にされるんだよな

14: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:56:39.63 ID:fCOggVnI
>>8
それあるな。航空機の主翼の技術も鳥の生態を研究して活用しているけど
日本では馬鹿にするだけ。
結果、主翼の強度や正確性の技術はあっても、効率の良さでは
完全に海外に負けている。

63: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 19:23:50.06 ID:XHcnJ1db
>>8
されないよ
適当なこと言わない方がいい

素材の分野で動植物の表面構造を分析するのは一般的
というか、日本こそそういうの好き

シャープとかも積極的
猫の舌みたいな凹凸つけたフィン開発したり

9: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 13:52:25.75 ID:B1nGhPJK
それ危険じゃね
武器になってしまう

16: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 14:01:33.56 ID:I9Z1ZoB7
>その内部をポリマーで満たした。

平らなガラスにポリマーで皮膜したのとどちらが強いのかだな。

19: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 14:24:14.53 ID:/gWdv0sb
>>1
しかし、今時、ガラス製のメガネって少ないんじゃないの? 重いからな。

60: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 19:00:37.42 ID:bOw4P9KB
>>19
プラスチックのレンズは丁寧に扱ってもそのうち必ずコーティングが剥がれて見難くなるので
ガラスでコーティング無しのいっちゃん安い奴が最も優れていると思う

62: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 19:21:04.01 ID:7efaCnPB
>>60
でも俺みたいに度のきついやつはとんでもなく分厚くて重い。

20: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 14:37:14.97 ID:UkCenc4X
防音できるなら使ってもいい真空ガラスも効果あるけど

21: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 14:59:32.14 ID:P2OuSoe7
普通に窓ガラスとして引っ張りだこになるよ。

28: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 15:26:28.99 ID:8uFP3NK4
壊れ難いんだろうけど切るとかキズには弱いんじゃないかな?

30: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 15:37:22.30 ID:H3SxjKrG
と言うかいつまでガラスを使うつもりなんだ。
あんな重くて割れて傷がつくような前時代の遺物を。

32: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 15:43:50.80 ID:KdTe0o0G
>>30
安くて化学的に安定してるからな
そう簡単にはお役御免にならないだろう

33: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 15:48:37.65 ID:2DIY7bo9
>>32
ガラスの硬度はHRC55~ 工具鋼なら上回るが
ステンレス鋼はHRC40くらいだから、ほとんどの鉄より硬い。

また比重は2.7(アルミと同じ)に対して、鉄は8もあって重い。
ほとんど素晴らしい特性だが、
割れまくるという欠点があったが、これで完了

レーザーで溝掘ればいいだけらしいから強化ガラス処理(めんどくさい)より簡単なくらい。

40: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 16:01:34.34 ID:u65/1Oem
>>33
今のスマホとかに使ってる強化ガラスは熱処理じゃなくて薬剤処理だからそんなに製造が大変じゃないはず

31: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 15:40:48.98 ID:+gsy8A04
コストが高そうだな

45: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 16:29:16.54 ID:9gmnrdTg
曲面液晶のスマホに使われますかね

51: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 17:28:02.77 ID:WhJ3KeIL
バイオエンジニアリングか
こういうイノベーションは本来、日本が得意にしているんだから
他国に先駈けてやってかないとならんよ

66: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 19:42:48.66 ID:rwHVxu0s
記事読む限り、ガラスよりもセラミックの脆さの改善に役立つ技術のように感じるんだけど

43: 名刺は切らしておりまして 2014/01/29(水) 16:09:24.87 ID:l4SyH7VI
素晴らしいな
日本ももっと頑張らないと








コメント

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    • 1. 名無し
    • 2014年01月30日 18:41
    • ゴリラガラス涙目
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