浙江大学の研究者らが「弾性セラミックプラスチック」を合成

2023年6月8日、浙江大学化学科の唐瑞康教授と劉兆明研究員は、「弾性セラミックプラスチック」の合成を発表した。これは、セラミックのような硬さ、ゴムのような弾力性、プラスチックのような可塑性を兼ね備えた、硬さと柔らかさを併せ持つ新素材である。
この透明な素材はプラスチックですか、それともセラミックですか？浙江大学の研究チームが開発した弾性セラミックプラスチックです。
「弾性セラミックプラスチック」は、有機化合物と無機イオン化合物を分子レベルで組み合わせることで、従来とは異なる特性を持つ新素材を実現した初の試みです。従来、無機化学と高分子化学の分野における材料の製造方法は、全く異なると考えられていました。実験室でハイブリッド分子を重合させた「弾性セラミックプラスチック」は、小さな黄色のボタン状の物体であることが報告されています。その分子構造において、無機イオン結合ネットワークと有機共有結合ネットワークが絡み合い、混在しています。無機材料の特性だけでなく、有機材料の特性も保持しており、一定の硬度と弾性を備えています。一定の外力が加わると、無機骨格が硬度と強度を発揮します。外力が大きく弾性変形が生じると、骨格全体が変形し、緩衝効果を生み出します。外力が除去されると、有機骨格が反発効果を発揮し、ネットワークを元の状態に戻します。従来、有機物と無機物の融合は、無機粉末を有機骨格に注ぎ込んで均一に混ぜるだけの単純な重ね合わせでした。層ごとに細分化しても、分子レベルでは依然として「あなたはあなたのもの、私は私のもの」という関係で、単に両者を混ぜ合わせただけです。しかし、今回の実験では、これまでになかった新しい分子が生成され、新しい構造が得られ、分子レベルで有機化合物と無機イオン化合物の間の障壁が打ち破られました。
浙江大学の研究者たちは、この新素材の性能をセラミックス、ゴム、プラスチック、金属などと比較しました。その結果、硬度、反発力、強度、変形性、加工性において高い評価を得ました。大理石並みの硬度を持つだけでなく、ゴムのような弾力性とプラスチックのような可塑性も兼ね備えています。さらに、従来のプラスチックにはない特性として、加熱しても軟化しないという点も特徴です。