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kato junさんが私に言及してくださったおかげでものすごいlike数…インフルエンサーってすごいんですね…
ガラスの定義を説明しただけで、何がすごい研究かを説明していないのに恐縮です。その部分の説明は、大場さんのコメントが参考になります。
あと、プレスリリースも出てました。ハッキリとガラス、と書かれていますが、ガラスの定義にも、言及されています。
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/shared/press/data/setnws_201712151126279241637212_338950.pdf
[追記2ここまで]
[追記]
よし、わかった。ハッキリ書こう。みんな落ち着け。
この研究成果は、newspicksに出入りしている大多数のみなさんが想定している「ガラス」とは似て非なるもののことを言っています。
(たぶん、ガラス転移点が室温付近よりも高い、非晶性物質、という意味
ということを言っていて、論文中に、「ガラス」という単語は、「ガラス転移点」という言葉の中にしか出てきません!
これは、NHKのニュースサイトが悪いのか、プレスリリースが悪いのかわからないけど・・・
みなさんが思い描いているガラスは、無機物。ケイ素とかでできているガラス。この論文で出てくるのは有機物。えーと、簡単に言うと、一昔前のスマホ画面の保護フィルムって、「樹脂」がほとんどでしたが、あれを「ガラス」と呼んでいるのと似た感覚です。PMMAを有機ガラスということがあるように。
ただし、そのことと、この研究成果がすごいものである、ということには、あまり関係がありません。すごい成果だと思います。
[追記ここまで]
原田明研からではなくて、相田卓三研からこれが出たか。
元論文のリンクはこれ。
http://science.sciencemag.org/content/early/2017/12/13/science.aam7588
論文中で「ガラス」をどう定義しているのかちゃんと読まないとよくわかんないけど、相変わらずすごいな。
大黒さんがオーサーに入っているので、アクアマテリアルの流れか。
https://www.chem-station.com/blog/2010/02/95.html
プラスチックは一応ガラス転移性のアモルファス固体なので、間違いではないですが(アクリルガラスなどは「有機ガラス」と呼ばれたりします)。
逆に、普通のガラスも温度を上げると柔らかくなって「ゴム状態」(物理用語)に転移します。
でも、ガラス状態のプラスチックをガラスと呼ぶのに、ゴム状態のガラスを「ゴム」とは呼びませんよね。なんか不公平(笑)
ガラスもプラスチックも温度を上げて柔らかくなれば(ゴム状態)、押し付けて引っ付けることができますが、今回の発見は固いガラス状態のままでも圧着による接合が出来たということのようです。
固体が圧力で接合すること自体は元々不可能ではありません。例えば金属同士でもうまく表面加工をすれば(表面を滑らかにして、吸着している酸素分子を飛ばす)、常温でも引っ付けることができます。
氷も圧力でひっつきますが、これは氷が数少ない圧力をかけると溶ける物質だからで(他にはアンチモンくらい)、実際には境界で少し溶けてます。
ただ、ガラス状態のガラスやプラスチックでできたことがなかったですね。
今回の物資は、ポリエーテルチオ尿素(Polyether Thiourea)という高分子で、これ自体半透明な樹脂のようですが、エポキシ樹脂の硬化剤等としても知られています。
はじめはガラス転移温度(T_g)と融点(T_m)が近く(通常の縮合高分子では、T_m/T_gはおよそ1.5)、ガラス状態でもゴム状態の性質を併せ持っているのかと思ったのですが、論文概要を読む限り、恐らくチオ尿素基がもつ水素結合サイト同士が、構造的にうまく引き合う形になっているのでしょう。
さらに、板ガラスを一定時間を掛けて高温状態とし、急冷することで強化ガラスとすることができます。
これにより物質の結合を変化させ、物性を変えているわけですが、記事の自己修復するガラスは「水素結合」しているようです。
水素で結合しているとなると、空気に触れていれば、割れても既定の結合に戻ろうとする、という理屈のように思います。
熱力学的な結合とは概念が違うのかもしれません。(?)
まだ研究で発見されたばかりの技術なのですが、製造方法や加工方法への応用をすぐに考えてしまう、楽しみな発見だと思います。
ガラスというよりは樹脂ですよね。
透明度とか含めてまだまだ世の中のガラスを置き換えるような存在からは遠い。世の中のガラスメーカーや透明なフィルムを手掛けてるメーカーからすると、言いたいことはたくさんあるでしょうね。記事のタイトル付けが問題ありですね。
別の記事では「東大、硬い透明樹脂を開発」になってましたよ、タイトル。
(別記事から抜粋)
この透明樹脂は「ポリエーテルチオ尿素」と呼ばれる有機化合物。二酸化ケイ素を主成分とする一般的な無機ガラスとは異なるが、学術的には分子が規則正しい結晶のような配列ではない物質をガラスと呼ぶため、有機ガラスに分類される。
なんとなく通常のガラスとは違うのだろうなぁと思いながら下記のコメントをしたのだが、やはり…とはいえワクワクする研究!<追記終>
これ、面白いし、ワクワクするような研究!
ガラスは分かっているようで分かっていないことがまだ多い物体。最近基本構造が分かったり(①)、定義も議論があったり(②)。
そのなかで割れたものがくっつきやすいということは、逆にいえば状態がそこまで安定していないようにも思う(この記事だけだと分からないが)。安定しているゆえにガラスを素材として使う場合が多いが、こういう今までの常識の需要には向いていないかもしれない。逆に、全く新しい物性を持つからこそ、今まで常識もつかなかったような需要自体が生まれるかもしれない。
誕生したのも偶然とのこと。白川博士の導電性プラスチックを思い出す!
①https://newspicks.com/news/2404120
②https://newspicks.com/news/2591065
Science https://doi.org/10.1126/science.aam7588
指導教官である教授ではなく、現場で実験を繰り返し論文を書き直し続けた大学院生にスポットライトが当たるのは、とてもよいことだと思います。