マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者たちは、ハンドローションやヘアジェルなどのソフトマテリアルが、製造プロセスに由来する「機械的記憶」を長期間保持していることを明らかにしました。この残留応力は、時間の経過とともに材料の特性を変化させる可能性があり、ローションがより緩くなる原因ともなり得ます。
MITのCSAIL（コンピュータ科学・人工知能研究所）のポスドク研究員であるクリスタル・オーウェンズ氏は、標準的なレオメーターを使用してゲル状物質の残留応力を測定する方法を開発しました。彼女の研究によると、これらの材料は初期混合の方向と持続時間を記憶し、内部応力を保持しており、それが解放されると材料は以前の状態に戻ります。
この発見は、ソフトマテリアルの製造において非常に重要です。製造中にこれらの隠れた応力を理解し定量化することで、企業は耐久性を高め、より一貫した性能を持つ製品を設計できます。例えば、アスファルト製造における残留応力を最小限に抑えることで、より回復力のある道路の実現につながる可能性があります。
「Sticky Mechanical Memory」と名付けられたこの研究は、Nature Materials誌に掲載されました。ソフトマテリアルの挙動に関する重要な洞察を提供し、製品品質の向上と寿命の延長に新たな機会をもたらします。さらに、この研究は、化粧品や食品の異なるバッチが、たとえ「同一」の製造プロセスを経たとしても、異なる挙動を示す理由の一つであるとオーウェンズ氏は述べています。製造プロセスにおけるこれらの隠れた応力を理解し測定することで、メーカーはより長く持続し、より予測可能な性能を発揮する製品を設計するのに役立つと期待されています。この発見は、ソフトマテリアルの分野における従来の理解に挑戦し、材料科学における新たな応用への道を開くものです。例えば、アスファルトのような建設資材においても、製造中に閉じ込められた残留応力が時間の経過とともに舗装のひび割れや劣化に寄因する可能性が示唆されています。これは、製品の耐久性向上だけでなく、インフラストラクチャの長寿命化にも貢献する可能性を秘めています。