自己修復可能な硬いシリコーン薄膜が材料革新を引き起こす

近年、自己修復技術の進化が期待される中、早稲田大学の研究グループが開発した硬い多層シリコーン系薄膜が注目を集めています。この新素材は、材料が損傷を自力で修復できる特性を持ち、実用化が待たれています。

開発の背景

シリコーン素材は、シロキサン(Si−O−Si)結合が基盤となっており、高い耐熱性や透明性、絶縁性を持つことから、様々な分野で活用されています。特に医療や航空宇宙などの高度な環境でも機能できる点が評価されています。しかし、従来のシリコーン系自己修復材料は、柔軟なゴム状材料に制限され、長期間の安定性に問題がありました。これは、低分子量のシロキサンが生成されることによる分解が原因とされています。

画期的なアプローチ

今回、早稲田大学の宮本佳明助手や松野敬成講師、下嶋敦教授らによる研究グループは、シロキサン構造を利用した新しい材料を提案しました。彼らは自己組織化プロセスを活用し、ナノレベルで直鎖構造と架橋構造を持つシロキサンを積層した多層構造薄膜を作成しました。これにより、亀裂の修復能力とともに高硬度が実現し、長期的な安定性も向上しました。

特徴と適用可能性

この新しいシリコーン薄膜は、簡単に製造でき、透明なため、保護コーティングとしての幅広い用途が期待されます。さらに、環状シロキサンの揮発性が低いため、電子部品など高い耐久性を求められる分野においても、安心して利用できる材料として注目されています。

研究成果の意義

本研究の成果は、2025年1月6日に英国王立化学会のChemical Communications誌に掲載される予定です。論文タイトルは「Multilayered organosiloxane films with self-healing ability converted from block copolymer nanocomposites」となっています。この成果は、材料の寿命を延ばし、環境に優しい技術の発展に寄与する可能性が高いとされています。