京都大学,早稲田大学,東京工業大学,東海国立大学機構 岐阜大学,弘前大学,東京大学,琉球大学,筑波大学,理化学研究所,立命館大学,高輝度光科学研究センター,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和２年１２月２５日

京都大学
早稲田大学
東京工業大学
東海国立大学機構 岐阜大学
弘前大学
東京大学
琉球大学
筑波大学
理化学研究所
立命館大学
高輝度光科学研究センター
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

世界一構造秩序のあるガラスの合成と構造解析に成功

～ガラスの一見無秩序な構造の中に潜む秩序を抽出～

京都大学、物質・材料研究機構、バース大学、早稲田大学、東京工業大学、東海国立大学機構 岐阜大学、弘前大学、東京大学、琉球大学、ラウエ・ランジュヴァン研究所、筑波大学、オークリッジ国立研究所、ラザフォードアップルトン研究所、理化学研究所、ノルウェー科学技術大学、産業技術総合研究所、立命館大学、高輝度光科学研究センターからなる国際共同研究チームは、世界一構造秩序のある永久高密度シリカ（ＳｉＯ２）ガラスの合成に成功し、その構造を、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ－８を始めとする量子ビーム施設を横断的に利用して明らかにしました。

また、ガラスの原子の動き方が密度だけではなく構造にも大きく影響されることを発見しました。そして、パーシステントホモロジーを始めとするトポロジカル解析により、その構造秩序は、ガラスに存在する原子のつながったリングの形が圧力と温度により変形しつつ形成されることによることを突き止めました。

本研究により、ガラスを作る圧力と温度を精密に制御すればガラスの構造を自在に操れることが示され、高屈折ガラスや高強度ガラス、高性能光ファイバーの合成に新たな道を切り拓きました。

本研究成果は、２０２０年１２月２３日付で国際学術誌「ＮＰＧ Ａｓｉａ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」のオンライン版に掲載され、同誌のトップページを飾りました。

本研究の一部は、ＪＳＴ イノベーションハブ構築支援事業「情報統合型物質・材料開発イニシアティブ（ＭＩ２Ｉ）」、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業 さきがけ「理論・実験・計算科学とデータ科学が連携・融合した先進的マテリアルズインフォマティクスのための基盤技術の構築」（ＪＰＭＪＰＲ１５Ｎ４、ＪＰＭＰＲ１５ＮＤ、ＪＰＭＪＰＲ１６Ｎ６）、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「現代の数理科学と連携するモデリング手法の構築」（ＪＰＭＪＣＲ１５Ｄ３）、ＪＳＰＳ 科研費 学術変革領域研究（Ａ）２０Ｈ０５８７８、２０Ｈ０５８８０、２０Ｈ０５８８１、２０Ｈ０５８８４、基盤（Ｂ）１７Ｈ０３１２１、２０Ｈ０４２４１、ＴＩＡ連携プログラム探索推進事業「かけはし」の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Structure and properties of densified silica glass: Characterizing the order within disorder”
（高密度化シリカガラスの構造と物性：無秩序の中の秩序の特徴量の抽出）
ＤＯＩ：10.1038/s41427-020-00262-z

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Structure and properties of densified silica glass”

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