News Release 

室温で砕けることなく曲げられる完全無傷なアルミナガラス薄膜

American Association for the Advancement of Science

新たな研究によると、高密度で完全無傷な酸化アルミニウム(アルミナ)ガラスを、粉々に割ることなく、金属のように素早く変形(折り曲げ、ねじりおよび引き伸ばし)することができるという。この驚くべき発見から、ありふれた酸化物ガラスを室温で延性のあるようにすることができそうな条件が明らかになり、曲げ易くて「破壊されない」ガラス材料の開発に関する情報が得られる。無機酸化物ガラスは、透明性を維持しつつ、例えば、電気伝導度などの多数の機能特性を特定の用途に合わせることができるため、様々な現代の電子機器において重要な材料である。このため、これらの無機酸化物ガラスは、曲げ易くて超薄型のタッチスクリーン・ディスプレイなどの将来技術において有望である。現状のガラスは予想される固有強度のほんの一部に到達しているだけであり、理論的限界としては、超えないまでも、最も頑丈な製造物の強度に近づくことができる可能性が示唆されている。しかしながら、従来型の酸化物ガラスは室温で非常にもろく、応力が加えられると容易に粉々に割れてしまう。したがって、酸化物ガラスの強度および延性を向上することは、技術者たちにとってある意味で「聖杯のように至高の目標」であり、「現代の日常生活の多くの側面および社会の重要な課題の幾つかは、ガラス製品の機械的信頼性を顕著に改善することによって、直接的かつ迅速に利益を得ることになるであろう」とLothar Wondraczekは関連するPerspectiveで書いている。Erkka Frankbergらは、破壊することなく、非晶質アルミナ(a-Al2O3)ガラスの薄膜を室温において高応力下で恒久的に曲げおよび引っ張ることができることを実証し、この材料を以前に信じられていたよりもかなり延性のあるようにすることができることを示した。直接観察およびシミュレーションにより観察することによって、a-Al2O3の可塑性の程度を高めるためには、材料は密度が高くて完全無傷であることが要求され、他の酸化物ガラスで同様の展性を有するものを識別することができる可能性のある重要な基準が明らかになった。Frankbergらによると、酸化物ガラスはもともともろくはなく、むしろ、そのような完全無傷なガラスを大量かつより大規模に製造する能力が我々に欠如していることが今回の結果から示唆される。

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