東京工業大学 元素戦略研究センター

東京工業大学 旭硝子共同研究講座の稲葉誠二特任助教（現旭硝子）と伊藤節郎特任教授（元旭硝子）、応用セラミックス研究所の細野秀雄教授の研究グループは、ゴムのように伸び縮みする酸化物ガラスの作製に成功した。複数種のアルカリ金属イオンを含有するメタリン酸塩ガラス が、ガラス転移温度近傍で、ゴム状物質に特徴的なエントロピー弾性 を示すことを見出し、実現した。

研究グループは柔軟な長い直鎖状分子からなる有機ゴムに類似した構造を有する酸化物ガラスを検討し、直鎖構造を持つ混合アルカリメタリン酸塩ガラス「Li_0.25Na_0.25K_0.25Cs_0.25PO₃」（Li：リチウム、Na：ナトリウム、K：カリウム、Cs：セシウム、P：リン、O：酸素）を、高温で引き伸ばし、直鎖を高度に配向させた後、加熱すると、エントロピー弾性に特徴的な吸熱を伴いながら、数十%もの巨大な収縮を生じて、元の無秩序な状態へ戻ることを確認した。

室温では硬く割れやすい酸化物ガラスも、構造を工夫すれば高温でゴムのように伸び縮みする特性を発現できることを示したもので、有機高分子のゴムでは対応できない高温下や酸化性環境などでの応用が考えられる。研究成果は12月1日発行の科学誌「Nature Materials」オンライン版に掲載された。