衝撃エネルギーを96％吸収、スマホを落としても割れない新材料

モントリオール理工科大学の科学研究チームはこのほど専門誌に掲載した最新の研究成果の中で、付加製造法により新型複合材料を発明したと発表した。同材料は衝撃エネルギーの96％を吸収でき、材料が砕けることもない。同材料の登場により、より耐久性の高いスマートフォン保護ディスプレイの生産が可能になる。科技日報が伝えた。

研究者によると、同材料の設計は蜘蛛の糸の驚異的な特性からインスピレーションを得たという。フレデリック・ゴスリング教授は「蜘蛛の糸はそのシルクプロテイン内部の分子レベルにおいて、犠牲的連結により変形するため、昆虫衝突時の衝撃力に耐えられる。この特性からインスピレーションを得た」と話した。

同研究は、ビニールテープとガラス板を互いに結びつけることで、衝突による板の破損の回避を目指した。ポリ炭酸エステルは加熱後、はちみつのようにべたべたになる。この属性を利用し、ゴスリング氏のチームは3Dプリンターを使い、一連の厚さ2ミリメートルを下回る繊維を作り、そして網全体が凝固する前にスピーディに一連の新たな繊維を垂直方向に印刷した。

3Dプリンターが印刷材料をゆっくり押し出し繊維にする際に、溶けたプラスチックが円形になり、最終的に輪の連なりになる。「硬化すれば、これらの輪は犠牲的連結になり、繊維の強度が高まる。衝突が発生すると、繊維全体の完全性を保つように、これらの犠牲的連結が衝撃エネルギーを吸収するとともに断裂する。これはシルクプロテインに似ている」とゴスリング氏。

研究の主要著者である鄒世波氏（音訳）は、一連の繊維網を透明な樹脂ボードに埋め込み、衝撃試験を行った。その結果、このウエハーは96％の衝撃エネルギーを分散させながらも破裂せず、一部に変形が生じるだけで、ウエハー全体の完全性を保った。

ゴスリング氏は、「スマートフォンのディスプレイの他にも、同材料は新型防弾ガラス、航空機エンジンの保護コーティングなどに使用できる」としている。（編集YF）

「人民網日本語版」2020年11月12日