融液の熱物性と原子配列をベースとした機能性高充填密度ガラスの設計指針の確立

公開 2026年1月 5日

Unconventional Glass2Materials design for functional densely packed oxide glasses based on thermophysical properties and atomic arrangements of the melts

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研究目的 一般的なガラスとは異なる原子配列を持ち、優れた機能を示す「高充填密度酸化物ガラス」が、なぜガラス化するのか。その理由を、「きぼう」の静電浮遊炉(ELF)で計測した融液物性と、量子ビームによる構造解析を組み合わせ、原子レベルで解明します。
宇宙利用/実験内容 重元素を多く含む機能性高充填密度ガラスの融液について、ELFで密度や粘度の温度依存性を計測し、熱膨張係数やガラス形成能を示す「Fragility Index」などを算出します。地上では融液およびガラスの構造解析を行い、宇宙で得られた物性データと組み合わせて、融液の原子配列を明らかにします。これらの成果をもとに、ガラス形成メカニズムの解明と、新たな材料設計指針の確立を目指します。
期待される利用/研究成果 宇宙実験により、地上では測定できないガラス融液の密度や粘度の温度変化を高精度に取得できます。これらのデータはFragility Indexや熱膨張係数の算出、さらに融液・ガラスの構造解析に活用されます。得られた知見を基に、高充填密度酸化物ガラスの新たな組成設計指針を確立します。
本研究は、超高屈折率ガラス、割れにくいガラス、温めると縮むガラスなど、革新的材料の創出につながると期待されます。
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増野 敦信 MASUNO Atsunobu

京都大学 特定教授

2004年に京都大学大学院理学研究科化学専攻博士課程単位認定退学。京都大学化学研究所研究機関研究員、宇宙航空研究開発機構宇宙航空プロジェクト研究員、東京大学生産技術研究所助教、弘前大学大学院理工学研究科准教授、教授を経て、2023年4月より現職。

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
有人宇宙技術部門 宇宙環境利用推進センター
きぼう利用プロモーション室
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