東北大学、京都大学(京大)、島根大学、高輝度光科学研究センター(JASRI)の4者は12月2日、ガラスのモデル系として知られるイオンガラス中の原子構造と運動を、放射光実験と計算機実験で精密に調べた結果、原子のジャンプ運動のほかに、ジャンプ運動によりできたわずかな隙間を埋めるように、周囲の数十個の原子集団がじわじわ移動する、新しいタイプの原子運動を発見したと共同で発表した。
さらに、ナノ秒からマイクロ秒の間に原子がジャンプ運動と集団運動を繰り返すことでガラスに加えられた力が緩和し、ガラスが破壊から守られることがわかったことも併せて発表された。
同成果は、東北大大学院 理学研究科の齋藤真器名准教授、同・若林裕助教授、京大 複合原子力科学研究所の瀬戸誠教授、京大大学院 理学研究科の荒木武昭准教授、島根大 材料エネルギー学部の尾原幸治教授、物質・材料研究機構(NIMS)の小野寺陽平主任研究員、JASRIの依田芳卓主幹研究員らの共同研究チームによるもの。詳細は、ナノ構造を含む無機材料の全般を扱う学術誌「Acta Materialia」に掲載された。
結晶固体に外力をかけると、原子の作る規則的な構造が変形して、まるでバネが伸縮により力を保持するように内部に生じた応力を支える。これが、“結晶固体の弾性”の起源だ。一方、液体に外力をかけると、力をかけた瞬間は原子・分子がその応力を支える。しかし、液体中では原子・分子が拡散運動により比較的自由に動き回れるため、内部の応力はすぐに無くなって(緩和して)しまう。
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