氷が曲がった!超低温の光ファイバー作成に成功

皆さんは冬に、水溜まりに張った薄い氷を踏み割って遊んだことはないだろうか。

氷は脆くて壊れやすいことはよく知られているが、ある程度の伸び縮みは可能である。だが先日、低温環境で曲げることのできる氷の開発に成功したと中国の浙江大学と米カリフォルニア大学バークレー校の研究者が発表、9日に米科学誌「サイエンス」に掲載された。

研究チームは氷を曲げるため、まずは構造上の欠陥をできるだけ少なくした氷を作った。庫内に水蒸気を放出し、電界をかけると水の分子が針の先端に引き寄せられ、幅10マイクロメートルのマイクロファイバー状の氷が形成される。

その後、温度を-150℃に下げることで、氷をループ状に曲げることができたという。




この氷を大きくさせることで「氷の光ファイバー」を作成、これまで記録されていた氷の最大ひずみの記録を更新する事に成功した。その結果、低温環境で柔軟に曲がり、低損失で光の透過性が高いという、直径800ナノメートルから10マイクロメートルの高品質な単結晶氷マイクロナノ光ファイバーが生まれた。

研究チームは、氷点下150度の環境で、氷のマイクロファイバーが理論的な弾性限界に近い10・9%の弾性ひずみを獲得したことを発見。この画期的な技術は、多くの実用的な応用が期待できると研究チームは語る。

例えば、氷への分子吸着、環境変化、構造変化、氷の表面変形などの研究に、IMFを低温センサーとして利用することが考えられるという。

「今回実証された弾性氷マイクロファイバーは、物理学を探求するための代替プラットフォームを提供し、さまざまな分野においてこれまでにない可能性を開くものであると考えられる」

と研究チームは述べている。

New kind of ice is so bendy it can curl and uncurl without breaking

(加藤史紀 山口敏太郎タートルカンパニー ミステリーニュースステーションATLAS編集部)

画像&動画©New Scientist YouTube

 

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