セルロースは世界で資源量が最も豊富な天然バイオマス材料で、木、稲、小麦、綿花などに大量に存在している。余り知られていないが、セルロースはミクロレベルで高い性能を持つ。直径が髪の毛の1万分の1にも満たないナノセルロースの強度は鉄鋼を上回る。だがセルロースが作るマクロ材料は「弱弱しく」なる。そのためマクロレベルでセルロースの高い性能を再現することが、国際的な材料科学研究の重大な挑戦になっている。

兪氏のチームは革新的な技術を応用し、世界で初めてナノセルロースを一種の新材料に加工した。検証によると、その密度は鉄鋼の6分の1、航空アルミ合金の半分のみではるかに軽いが、より強靭だ。

同新材料のサイズは安定性が極めて高く、熱膨張係数はセラミックに近い。摂氏マイナス120度から摂氏プラス150度の範囲内で温度を100度変えた場合、そのサイズの変化は1万分の5にも満たない。さらに衝撃に強く、時速100キロの衝撃を受けても大きなエネルギーを瞬時にして吸収し、解消する。刺す衝撃を受けた場合も局部の損傷にとどまり、変形や亀裂が生じない。セラミック、プラスチック、アルミ合金より明らかに優れている。

研究者は、新材料の高い性能はその独特な複合構造によることを発見した。ナノスケールで1種の3次元ネットワーク構造を見せ、より大きなミクロンレベルで「折り重なり」構造となる。

国際的に権威ある学術誌「Science Advances」がこのほど、この成果を発表した。（編集YF）

「人民網日本語版」2020年5月26日