寒い冬が今年もやってきた。昼間でも気温がマイナス10度に届かないような極寒の地ではあらゆるものが短時間で凍結し、耐冷性のないゴムなどの素材はあっという間に劣化してボロボロになってしまう。人間がなんとか生存できる低温環境でもそうなのだから、マイナス100度を超えるような極限環境はもはや言うまでもなく、ほとんどの物質が元の性質を保つことが難しくなる。中国とロシアの研究チームはこのほど、マイナス150度にも耐えられる素材の開発に成功したという。

■開発したのは中ロの共同開発チーム

極寒環境に耐えられる新素材を開発したのは、ロシアのモスクワ国立研究技術大学と中国鉱業大学（北京）の共同研究チームで、2010年に設立された「中ロ動力学センター」で研究開発が進められた。同センターは、数学的方法や動力系理論の工学問題への応用を目的としており、動力系におけるカオス集合の位相的複雑さとその破壊力学への応用を模索する中で、極寒環境下での材料の破壊や亀裂の進展を説明するための動力学モデルを構築した。

■ポイントは「残留応力」の回避

中ロ共同チームは昨年、素材の亀裂が進展する中で生じる残留応力が大きくならないようにすることで、マイナス150度でも靭性を保つことのできる耐超低温素材の開発に成功した。新素材は結晶性金属と金属ガラス化合物を基盤とした層状複合素材であり、衝撃を受けても多数の破片に粉砕されることはない。これは結晶性および非結晶性金属合金の境界で起こる特殊な瞬間的プロセスに起因しており、この境界で亀裂が発生すると、亀裂先端付近の原子が移動し、局所的な加熱を引き起こす。この加熱により、金属の可塑性が向上して破壊が抑制され、亀裂の進展を抑えることができるのだ。

■宇宙や極地開発など幅広い分野への応用に期待

この新材料はまた、原料の入手が容易な上、製造技術も異なる成分の素材に利用される既存の溶接技術を踏まえたものであり、加工も簡単という優れた特徴を併せ持つ。研究成果は低温や超低温条件下で稼働する機械部品や構造物の製造に応用可能であり、宇宙、低温産業、極地開発など幅広い分野での応用が期待される。研究チームは今後、この複合材料の製造技術を改良して成分配合を最適化することで、低温条件下での機械的強度や耐放射能性をさらに向上させる方針だ。

（出典：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1818021728882084660）

株式会社フライメディアは、映像制作を中心に、海外、主に中国、台湾、香港のリサーチ、コーディネーションサービス、ライブ配信サービスをご提供している会社です。

本日御紹介した「中国・ロシアの合同研究グループ、-150℃に耐える新素材を開発」関連についてもっと知りたい方、写真の使用をご希望の方は、是非お問い合わせください。