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無機の酸化物ガラス材料は、作りやすく加工しやすい上に、透明性に優れていることから、巨大な建築物の材料や、通信を担う光ファイバー、様々なものの保護膜として、広く用いられています。しかしながら、通常その原子構造がランダムなため、音や熱が容易に散乱され、エネルギーの伝搬特性を向上することは難しく、機能性を付加しにくいと考えられています。ところが最近、高圧高温状態でガラス構造を凍結したり、金属ナノ粒子とハイブリッド化するといった構造の制御により、光散乱損失の低減、衝撃伝搬特性の制御が可能となることがわかってきました。

Inorganic oxide glass is easily applicable for production. It serves excellent transparency, so that it is widely used in large scale for huge buildings, optical fibers for communication, and as protective films for various electricity. Its atomic structure is thought as being random. Thus, energy propagation such as sound or heat is disturbed, and it is difficult to improve the propagation characteristics and functionality. However, it’s found recently that light scattering loss can be suppressed by quenching the glass under high pressure and high temperature conditions. The shock propagation can be controlled by hybridizing glass with metal nanoparticles.

高温高圧構造のシリカガラスでは、光散乱損失が大幅に抑制され、究極の透明シリカガラスができることが予測されます。そこで、究極透明ガラスを実験的に実証し、その損失低減のメカニズムを明らかにする試みを行っています。このようなガラスの構造は秩序の高い状態となっていると考えられていますが、秩序を制御する方法として、高温高圧以外の方法の確立も目指しています。構造秩序を制御することで、常識を超えたエネルギー伝搬特性を示すガラスを実現できる可能性があると考えています。

It is predicted by computer simulation, that the light scattering loss will be significantly suppressed in silica glass quenched under high-temperature and high-pressure, and the ultimate transparency will be obtained. Therefore, we are trying to experimentally demonstrate the ultimate transparent glass and clarify the mechanism of its loss reduction. The structure of such glass should be highly ordered due to topological pruning. We aim to develop methods other than using pressure to control the topology.