割れても直る“自己修復ガラス”、東大が開発

公開 2017年12月18日 13時44分

[ITmedia]

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　東京大学大学院の研究グループが、世界初の自己修復ガラスを開発した。室温で破断面を押し付けておくと修復し、再利用が可能になる初のガラス素材。持続可能な社会への貢献が期待されるという。

破断面を圧着すると修復するガラス

　窓ガラスは割れると加熱溶融しない限り再利用できないが、ゴムやゲルのような柔らかい材料の一部は人の組織のように自己修復することが10年ほど前から報告されている。これらの材料は小分子が1次元に長くつながった高分子物質で、組織内部では活発に熱運動しており、破断面同士を押しつけていると高分子鎖が相互貫入して絡み合い組織を再生する。

　ガラスのような固い材料を構成している高分子鎖は熱運動が著しく遅く、組織を再構築できないが、研究グループは「ポリエーテルチオ尿素」と呼ばれる高分子材料を研究する過程で、この材料が固くさらさらした手触りの表面をしていながら、破断面を互いに押しつけていると融合する性質を持っていることに気付いた。修復能を評価したところ、室温における数時間の圧着で機械的強度が損傷前と同等の値にまで回復したという。

　類似した構造を持つ複数種の高分子物質を合成し、分子設計次第ではガラス状態の固い高分子材料までも自己修復できると分かった。「ガラス状態にある固い高分子材料までもが自己修復できる。この“非常識”を世界で初めて可能にした意義は大きく、持続可能な社会への貢献が期待される」としている。

　論文は「Science」オンライン版の12月14日号に掲載された。