image by:SciTech Daily
それは鉄鋼の15%の密度しかない。にもかかわらず切ることができない。それどころか、切ろうとすればするほどに、破壊力を増して工具を返り討ちにしてしまう。そんな驚くべき金属が開発されたようだ。
ダラム大学（イギリス）とフランホーファー研究機構（ドイツ）の研究グループが作り出した世界初の切断不能な金属は、ギリシャ神話の海の神にちなみ「プロテウス（Proteus）」と呼ばれている。
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振動するセラミック球が工具を返り討ちに
研究の中心人物ステファン・シニシェフスキ氏（ダラム大学）によると、プロテウスを切るということは、「塊が詰まったゼリーを切るようなもの」なのだそうだ。
以下の映像でも分かるように、じつは表面だけならグラインダーやドリルで切削することができる。
しかし、それが柔軟な素材に組み込まれているセラミック球に接触したとき、プロテウスは牙を剝く。振動が生じて切削工具の鋭利な刃の部分を破壊してしまうのだ。
Angle Proteus Angle Grinder Attack – First Manufactured Non-Cuttable Material
切れば切るほど硬くなり、破壊力を増す
だが、ただ工具を破壊するだけではない。振動によって細かいセラミック粒子が生じ、プロテウスのマトリクス構造にある隙間を埋めるのだ。
すると、この「セラミック粒子の原子間に働く力」のおかげで、切れば切るほどに硬くなる。プロテウスが受けた力は、グラインダーやドリルに跳ね返って、さらに刃を破壊。まさに物理空間における攻性防壁のような特性を発揮するのだ。
シニシェフスキ氏によると、サンドバッグに高速の銃弾を打ち込んでも貫通できないのと同じような原理であるそうだ。
グラインダーで限界まで切断したもの。表面に傷がついていても両断はできない
image credit:University Hannover, Germany
水流を分散し、ウォーターカッターも無力化する
プロテウスは高圧で吹き付けられるウォーターカッターに対しても効果的だ。
ウォーターカッターは、高圧をかけて小さな穴から噴射された水のジェットで物体を切断する。しかしプロテウスに命中すると、セラミック球によって水流が拡散し、ジェットの速度が50分の1にまで低下してしまうために、切断できなくなるのだ。
プロテウスのCT画像。アルミの細胞状構造がセラミック球を包んでいる。左側の影は、グラインダーで切断を試みた痕跡
image credit::University Hannover, Germany
開発のヒントはグレープフルーツと魚の鱗
開発のヒントになったのは、丈夫なグレープフルーツの果皮や、ピラニアの歯も通さない魚の鱗であるそうだ。
グレープフルーツの果皮は、維管束と孔のある細胞状構造のおかげで、10メートルもの高さから落下しても、果肉を傷つけずに守ることができる。
またアマゾンに生息するピラルクという魚は、階層構造の鱗で、鋭い歯を持つピラニアの襲撃から身を守る。
鱗の層には正弦曲線の溝があるのだが、その周期性はピラニアの歯の間隔と位相がズレるようになっている。さらにその下にはコラーゲン繊維が交差する薄盤状に並ぶ。こうすることで、本来の鱗の強度以上の丈夫さを発揮することができる。
このような自然界が何億年もかけて進化させてきた階層構造を金属に応用したものがプロテウスだ。
Nature inspires first manufactured non-cuttable material
絶対に切れない錠や防具に
現時点では、切断不能な素材などプロテウス以外にないのだから、さまざまな応用が期待できるという。たとえば、バイクの錠や軽量アーマー、あるいは切断工具を使うときの防具としてもポテンシャルを秘めている。
現在、プロテウスは特許出願中で、研究チームは一緒になって市販製品の開発を進めるパートナーを探しているとのことだ。
となると、最強の矛と盾理論で、プロテウスの矛とプロテウスの盾で戦うとどんな結果となるのかが知りたいところだ。
この研究は『Scientific Reports』（7月20日付）に掲載された。
Non-cuttable material created through local resonance and strain rate effects | Scientific ReportsReferences:Durham University / techeblog / written by hiroching / edited by parumo
https://www.nature.com/articles/s41598-020-65976-0
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コメント
1. 匿名処理班
【アルミの細胞状構造がセラミック球を包んでいる。】
これって金属じゃなくて、発砲アルミを母材、セラミックスを強化材にした複合素材では？？？
動画も、わざわざ溶接で鉄？の箱を作ってるし、、、
2. 匿名処理班
熱で切断すりゃいんじゃね？
3. 匿名処理班
「またつまらぬものを切ってしまった…」と言えなくなるワケか
4. 匿名処理班
映画ザ・コアのアンオブタニウム的な？
5. 匿名処理班
自転車の鍵とかに使えたら嬉しいな
けど次は酸とかでやるやつが出てくるんだろうか
6. 匿名処理班
この素材で剣を造れば…
7. 匿名処理班
どやって加工するねん
8. 匿名処理班
ＤＩＹ泣かせの物が登場するかもね
9. 匿名処理班
最強の盾が現実になるのか
10. 匿名処理班
ポセ… いや、いいや
11. 匿名処理班
文章を読んでもぜんぜん理解できないやw
12. 匿名処理班
金属?
金属が主体なだけで金属では無いのでは
13. 匿名処理班
秒で溶断されそう
14. 匿名処理班
ルマン参戦のゴウェモン最大のピンチだな。
15. 匿名処理班
凄くね？
16. 匿名処理班
T-64Bの装甲もこんな感じで球状のセラミックが封入されていたけど、あれとはまた仕組みが違うのかな？
17. 匿名処理班
つまり刃物を凄くナマクラにしてくる金属ってこと？
18. 匿名処理班
凄いけど、加工はしづらそう（現場並感）
19. 匿名処理班
戦車は弾が当たれば当たるだけ防御力が上がるが、弾を回収してまた使うわけにはいかないわな。
ただAP弾では上がる前に貫通するし、当たる面積も狭いからアーマーの製作そのものが面倒くさそう。
AP弾は当たる面積が狭いから生産するのは装甲よりは楽だろうな。
20. 匿名処理班
錠は良いね
鍵を失くした時が大変だけど
21. 匿名処理班
鋳造や鍛造しかできんってこと？
カバー類には良さそうな性能だね
22. 匿名処理班
金属は熱に弱いんだ。これ、小学生レベルの知識だよ ?
23. 匿名処理班
すごいねこれ
権利持ってる人は大金持ち間違いなしだわ
世界中の銀行や重要施設から注文来るだろうな
爆発には弱いんだろうか？
それでも鉄鋼と鉄鋼の間に挟んだりなどの応用でかいけつできそう
24. 匿名処理班
グラインダーのように徐々に切断するタイプには
切削されたセラミック球が細かい粒子となって効果的に防ぐけど
ワイヤーカッターのように一発で切断するタイプには
セラミック球も効果が無さそう
単体では用途が限られるけど様々な素材を複合した防護板を作る際に混ぜると良いのかな
25. 匿名処理班
曲げ強度も強いのかな？金属は曲げて戻して
曲げて戻しての繰り返しても破断する。
金属の破壊方法は切断と研削だけではない。
26. 匿名処理班
パタリロが開発したタイムスチールを彷彿とさせる。
27. 匿名処理班
面白いなあ
絶対に切れないは誇張にしてもどれくらいの強度があるんだろうね
あとは切断できなくても曲がりやすくなると用途が限られる
ただこれは外部を別の金属でコーティングすれば解決するかな？
28. 匿名処理班
セラミックを使う装甲は「複合装甲」とか「チョバムアーマー」などで既に軍事技術として確立されているし、あえてスカスカの空間を用意しておいて高熱ガスやメタルジェットをその空間に逃して無力化する工夫も実用化されている。
この記事を読む限り、そんなに革新的なことはしていないようにも思えるのだが。
29. 匿名処理班
※22
で？
1000℃を超える熱で何をどうしたいんだ？
例えばこれで金庫作ったとして、中身燃やしながら溶かすのか？
30. 匿名処理班
※2
一撃で倒せば問題ないタイプの敵だろ
31. 匿名処理班
結婚式のプレゼントにするなら縁起がいいのかそうでもないのかよくわからんね
32. 匿名処理班
慌てず、じっくりゆっくり切ったらどうなんだろう？
33. 匿名処理班
金属というか構造体よね
コンクリートの建造物を石製と言うのと同じくらい無理があるのでわ…
34. 匿名処理班
???「金属酸化物と金属片 それに燃料を適切に調合すれば2000℃で燃える その熱は考えうるほぼ全ての防壁を溶かせる C4との併用が 最強の組み合わせだ」