新技術で実現した薄くて強い次世代ガラスの可能性

国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）の材料基盤研究部門の正井博和グループ長がリードする研究グループが、従来よりも硬度が高く、更に変形しにくいガラスの開発に成功しました。この新型ガラスは、スマートフォンのディスプレイや電子回路基板など、現代社会の基盤材料としての役割を果たすための新たな選択肢となるでしょう。

研究の背景と必要性

現在、私たちの生活にはガラスを利用した製品があふれています。特にスマートフォンやPCモニターのディスプレイには、薄くて透明なガラスが求められています。また、ガラス繊維は樹脂や建材に強度を与えるために不可欠な素材です。しかし、これらの用途には『より薄く、より強く』といった相反する要件が求められています。

従来の強化ガラスは、表面に圧縮応力を加えることで耐傷性を向上させていますが、このプロセスが追加コストを発生させていました。そのため、材料自体が高強度を持ち、さらに低コストで製造できるガラスの開発が急務とされていました。

新型ガラスの特性

今般、正井グループは標準的な溶融法を使用して、新たなガラスの組成を設計しました。特に注目すべきは、主成分に二酸化ケイ素（SiO2）をほとんど含まない点で、このアプローチにより従来の報告を上回るヤング率137 GPaを実現しました。この新しいガラスは、大型ガラスやガラス繊維の製造にも適しており、特に高い硬度が求められる製品向けに期待されています。

技術の発表と今後の展望

正井グループの研究成果は、2026年5月に発表予定の『Journal of the Ceramic Society of Japan』に掲載される予定です。この研究は、独立行政法人日本学術振興会からの支援を受けており、材料科学に新たな風を吹き込む重要な研究と位置付けられています。

今後の課題としては、ガラス特有の脆さを克服することが挙げられます。硬さだけでなく、強い衝撃に対する耐性を向上させることで、割れないガラスの実現も視野に入っているため、さらなる研究が期待されます。