13/05/11 21:05:28.98
世界でもっとも強靭な繊維素材を開発
Extreme Techに、イタリアのトレント大学の研究者Nicola Pugno氏が開発した新しい素材に関する
記事が「World’s toughest material created by tying slip knots into weak, commercial thread」
として掲載された。Nicola Pugno氏は自らの発見を「コロンブスの卵」的であると呼んでおり、簡単な
方法できわめて高い効果が得られる方法だと紹介している。
同記事ではまず引張強度とじん性について紹介。物が「丈夫である」と評価される場合、いくつかの
側面から「何が丈夫なのか」を評価する必要がある。引張強度とは荷重ないしは引張に対する強さ、
じん性は粘り強さを表しており衝撃に対してどこまで強いかを表している。たとえばガラスは引張強度は
高いがじん性は低い。硬いが、強い衝撃が加わるといきなり割れるという特性だ。ゴムなどは引張
強度は低く引っ張るとすぐに切れるが、じん性は高く衝撃に強い。
じん性は壊れる直前の重量あたりのジュール、または面積あたりのジュールなどで表現される。「World’s
toughest material created by tying slip knots into weak, commercial thread」ではNicola Pugno
氏の研究の結果、繊維質のじん性を高める方法が発見されたとして、その方法を紹介している。
高分子繊維として販売されているEndmaxのじん性は44j/gほどと説明があるが、この繊維を引き結び
(slip knots)で編み込んだところ、じん性が1,070j/gまで引き上がったという。引き結びは引っ張れば
引っ張るほど締まっていく輪を作るような結い方のひとつで、簡単な結い方で実用的であることらか、
さまざまなシーンで使われている。
Nicola Pugno氏はさまざまな引き結びを試してみたが、もっとも基本的な引き結びの方法が効果的
だったと説明。繊維に加えられるエネルギーの大半が繊維の摩擦へ変換されることで、一本の繊維
だったときよりも大きなエネルギーに耐えることができるようになったという。
現在、理論上ではカーボンナノチューブやグラフェンが1,000j/gほどだとされているが、グラフェンをさらに
引き結びで編みこむことができれば、原理的には100,000j/gといったじん性の繊維を実現できるという。
これは防弾チョッキなどに使われている繊維の1,250倍のじん性に相当する。
後藤大地/マイナビニュース 2013/05/08
URLﾘﾝｸ(news.mynavi.jp)
World’s toughest material created by tying slip knots into weak, commercial thread
Sebastian Anthony/Extreme Tech April 29, 2013 at 1:57 pm
URLﾘﾝｸ(www.extremetech.com)
Testing a bullet proof vest, in 1923
The Egg of Columbus for making the world toughest fibres
Nicola M. Pugno
URLﾘﾝｸ(arxiv.org)