南フロリダ大学の研究チームが、カーボンブラック粒子がゴムを強化する仕組みを突き止め、約1世紀にわたる科学的難問を解決しました。コンピュータシミュレーションにより、素材がどのようにして内部で対抗し合い、引き伸ばしに耐えているのかが明らかになりました。
工学教授のデビッド・シモンズ氏率いる研究チームは、合計で15年分のコンピューティング時間に相当する1500回もの分子動力学シミュレーションを実施しました。博士研究員のピエール・カワク氏および博士課程の学生ハルシャド・バプカー氏らとの共同研究により、カーボンブラック粒子がゴムを引き伸ばした際の薄まりを抑制していることが示されました。これにより素材の体積膨張が促され、剛性と強度が大幅に向上する仕組みです。
コロラド大学ボルダー校の研究チームは、ホッチキスの針のような形状をした粒子から、必要に応じて強度と柔軟性を切り替えたり、分解させたりすることが可能な素材を開発した。
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研究者らは、詰め込まれた米粒が急速な圧縮下では弱まり、ゆっくりとした圧力下では強固さを保つことを発見した。この珍しい特性を利用し、加わる力の速度に応じて挙動を自動的に調整するメタマテリアルが開発された。
レーザーで保持された微粒子を用いて、個々の粒子が及ぼす圧力を直接測定する新しい装置が開発された。イェール大学の研究チームによって開発されたこのツールは、極限的な真空状態での研究を前進させ、ステライルニュートリノのような未発見の粒子の探索に貢献する可能性がある。
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北京大学の研究グループは、誘電体のみを使用して従来よりもはるかに小さいスケールで光を閉じ込めることができる、「イッカク」のような形状の波動関数を発見した。2025年の論文で発表されたこの画期的な成果は、金属ベースの手法で一般的であったエネルギー損失を回避する。これにより、より効率的な光デバイスや高度なイメージング技術への道が開かれることになる。