「つなぐ」技術が様々な製品を生む

スマートフォンや自動車は、実はいろいろな材料をつなぎ合わせて作られています。この「つなぐ」技術を溶接・接合といいます。

これまでの研究では、接合部分をナノサイズで細かく制御し、とにかく壊れにくくすることが目標でした。しかし環境やリサイクルを考えると、「強いけれど、必要に応じて分けて再利用できる」ことも求められています。

壊れる道筋をあらかじめ設計する

私の研究は、“強靭さ”と“再利用性”という新しい機能の両立をめざしています。着目したのは、ナノのような小さな世界に加えて、もっと大きなスケールでの構造のデザインです。

例えば、材料の一方をぎっしり詰まったものから、わざと小さな穴の多いものに変えてみました。すると意外にも接合部の強さや伸びが向上し、しかも分離・再接合もしやすくなることがわかったのです。つまり、壊れる道筋をあらかじめ設計することで、全体が脆く壊れるのを防ぎつつ、再利用につなげられるのです。私はこれを「階層的破壊誘導」と呼び、強靭さとリサイクル性という一見相反する機能の両立を目指しています。

穴だらけの材料？　失敗から生まれた発想

実は、この発想は実験の失敗から生まれました。間違えて「穴だらけの材料」を作ってしまったのですが、調べてみると今までにない良い結果が出て、思わず学生と一緒に喜び合いました。その発見を理論に落とし込み、新しい接合体の設計へと発展させています。失敗が新しい発見につながる瞬間は本当にワクワクしますし、それこそが研究の醍醐味だと思っています。