アモルファス材料の柔らかさの構造要因を解明：研究開発の最前線

大阪大学産業科学研究所は、数学のトポロジーを応用した手法を使用し、アモルファス材料のゆがみやすく柔らかい箇所の構造要因を明らかにした。同領域は、原子の並び方に規則性と乱れが共存するような入れ子状の階層構造を持つことが分かった。

[MONOist]

　大阪大学産業科学研究所は2025年9月25日、数学のトポロジーを応用した手法を使用し、アモルファス材料のゆがみやすく柔らかい箇所の構造要因を明らかにしたと発表した。産業技術総合研究所、岡山大学、東京大学との共同研究による成果となる。

　同研究では、トポロジカルデータ解析の1つであるパーシステントホモロジーという解析方法を応用して、アモルファス構造内の中距離秩序に対応する原子が作るさまざまな大きさの「環」の情報を抽出し、それらと非アフィン変形の相関を調べた。その結果、非アフィン変形が起きやすい場所は、大きな環の中に辺の長さが乱れた小さな環が内包される、規則性と乱れが共存するような入れ子状の階層構造を持っていることが判明した。

研究成果のまとめ［クリックで拡大］ 出所：大阪大学

　アモルファス材料は、結晶とは異なる電気伝導特性や機械特性を持ち、太陽電池やコーティング材料などに幅広く応用されている。同成果は今後、割れにくいガラスやしなやかで丈夫なアモルファス材料の設計指針に役立つと期待できる。

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