0:00:06.791,0:00:08.525
鋼とプラスチック

0:00:08.525,0:00:13.423
どちらも多くのインフラや技術に[br]欠かせないもので

0:00:13.423,0:00:17.129
それらの強みと弱点は互いに補完的です

0:00:17.129,0:00:18.900
鋼は丈夫で固いものの

0:00:18.900,0:00:21.249
複雑な形に成型するのは[br]簡単ではありません

0:00:21.249,0:00:23.885
一方 プラスチックは[br]どんな形にでもできるものの

0:00:23.885,0:00:26.072
脆弱で柔らかいという性質があります

0:00:26.072,0:00:28.424
では １種類の物質で

0:00:28.424,0:00:30.616
鋼のように丈夫で[br]プラスチックのように―

0:00:30.616,0:00:33.507
加工しやすいものがあったら[br]便利だと思いませんか？

0:00:33.507,0:00:36.092
多くの科学者や技術者は

0:00:36.092,0:00:41.039
両者の性質や それ以上の特長をもった

0:00:41.039,0:00:44.290
金属ガラスの発明に[br]注目しています

0:00:44.290,0:00:47.509
金属ガラスには金属と同様の[br]光沢があり不透明で

0:00:47.509,0:00:51.120
やはり金属と同様に[br]熱や電気を通しやすい性質があります

0:00:51.120,0:00:53.500
しかし 他のほとんどの金属よりも丈夫で―

0:00:53.500,0:00:56.101
つまり 強い力を加えても

0:00:56.101,0:00:58.449
曲がったり凹んだりしません

0:00:58.449,0:01:00.193
そのため とても先の尖ったメスや

0:01:00.193,0:01:02.253
非常に頑強な電子製品のケースや

0:01:02.253,0:01:03.089
ちょうつがい

0:01:03.089,0:01:04.132
ネジなど

0:01:04.132,0:01:05.632
その用途は まだまだ あります

0:01:05.632,0:01:08.019
金属ガラスには[br]さらに素晴らしい性質もあります

0:01:08.019,0:01:10.755
弾性エネルギーを蓄え 解放できるので

0:01:10.755,0:01:13.133
スポーツ用品にもってこいです

0:01:13.133,0:01:14.258
たとえば テニスラケット

0:01:14.258,0:01:15.320
ゴルフクラブ

0:01:15.320,0:01:16.700
スキー板などです

0:01:16.700,0:01:18.219
耐食性があり

0:01:18.219,0:01:22.375
一回の流し込み工程で[br]鏡のような表面を持つ複雑な形に

0:01:22.375,0:01:24.499
鋳造することができます

0:01:24.499,0:01:26.812
室温状態での強度に対して

0:01:26.812,0:01:29.202
数百℃の高温にすると

0:01:29.202,0:01:31.062
とても柔らかくなり

0:01:31.062,0:01:34.474
自由な形に作り変えることが出来るのです

0:01:34.474,0:01:35.832
再び冷却すると

0:01:35.832,0:01:38.278
強度を取り戻します

0:01:38.278,0:01:41.206
このような素晴らしい性質の源は[br]どこにあるのでしょう？

0:01:41.206,0:01:45.519
本質的に それは金属ガラス特有の[br]原子構造にあります

0:01:45.519,0:01:48.154
多くの金属は固体として結晶化しています

0:01:48.154,0:01:52.278
つまり 個々の金属が判別できるまで[br]拡大して見てみると

0:01:52.278,0:01:56.304
秩序だった繰り返しパターンで[br]整然と並んでおり

0:01:56.304,0:01:58.587
それは物質の隅々まで続いています

0:01:58.587,0:01:59.871
氷は結晶でできています

0:01:59.871,0:02:01.124
ダイアモンドも

0:02:01.124,0:02:02.219
食塩もそうです

0:02:02.219,0:02:04.603
これらの物質を十分に加熱して[br]融解させると

0:02:04.603,0:02:07.985
原子は自由に振動し[br]無造作に動き回りますが

0:02:07.985,0:02:09.590
再び冷却すると

0:02:09.590,0:02:11.427
原子は秩序を取り戻し

0:02:11.427,0:02:13.841
再び結晶化します

0:02:13.841,0:02:17.219
しかし 溶解した金属を[br]各原子が本来の場所に定まらないほどに

0:02:17.219,0:02:20.055
急速に冷却し

0:02:20.055,0:02:21.914
液体のような 無秩序で

0:02:21.914,0:02:26.356
非晶質の内部構造をもった[br]固体を作るとどうなるでしょう？

0:02:26.356,0:02:28.096
それが金属ガラスです

0:02:28.096,0:02:31.579
この構造では多くの金属に存在する[br]粒界がないので

0:02:31.579,0:02:33.472
有利な点があります

0:02:33.472,0:02:36.884
粒界は ひっかき傷がついたり[br]腐食したりする

0:02:36.884,0:02:38.783
弱点なのです

0:02:38.783,0:02:43.394
最初の金属ガラスは[br]1960年に金とシリコンから作られました

0:02:43.394,0:02:44.837
簡単なことではありませんでした

0:02:44.837,0:02:47.505
金属原子は急速に結晶化するので

0:02:47.505,0:02:51.405
科学者たちは 合金をもの凄く急速に―

0:02:51.405,0:02:54.527
１秒当たり百万度という速さで[br]冷却しなければなりませんでした

0:02:54.527,0:02:57.456
微小な小滴を冷却した銅板に射出するか

0:02:57.456,0:03:00.317
ロールに吹き付けて[br]非常に薄いリボン状にしたのです

0:03:00.317,0:03:05.440
当時の金属ガラスは[br]数十~数百ミクロンほどの厚さにしかならず

0:03:05.440,0:03:08.657
あまりにも薄いので[br]多くの場合 実用にはなりませんでした

0:03:08.657,0:03:10.715
しかし その後 科学者たちは

0:03:10.715,0:03:14.318
複数の異なる金属を混ぜると[br]自由に混合できるものの

0:03:14.318,0:03:16.899
容易に結晶化しないことを[br]発見しました

0:03:16.899,0:03:19.701
なぜなら 大抵の場合[br]金属の原子の大きさが異なるため

0:03:19.701,0:03:22.945
混合物の結晶化は[br]とってもゆっくりと進行するからです

0:03:22.945,0:03:26.034
つまり それほど急速に[br]冷却する必要がないので

0:03:26.034,0:03:27.616
ミクロンではなく数センチまで

0:03:27.616,0:03:30.092
厚さの増した材料が出来ます

0:03:30.092,0:03:34.375
このようにしてできた物質を[br]バルク金属ガラス またはBMGといいます

0:03:34.375,0:03:37.042
今では 何百種類もの[br]BMGが作られています

0:03:37.042,0:03:40.109
では 橋や車を 全てBMGで[br]作ることは出来ないのでしょうか？

0:03:40.109,0:03:44.349
現在入手可能なBMGの多くは[br]パラジウムやジルコニウムといった

0:03:44.349,0:03:46.537
高価な金属で作られており[br]しかも―

0:03:46.537,0:03:48.022
非常に純度が高くなければなりません

0:03:48.022,0:03:51.374
なぜなら いかなる不純物も[br]結晶化を促進するからです

0:03:51.374,0:03:56.386
そのため BMGでできた摩天楼や[br]スペースシャトルは天文学的に高価になります

0:03:56.386,0:03:57.776
また その強度に反し

0:03:57.776,0:04:02.089
荷重がかかる用途では[br]まだ十分に頑強とはいえません

0:04:02.089,0:04:05.082
強い応力が掛かると[br]突如として亀裂が入るので

0:04:05.082,0:04:08.206
例えば橋には向いていません

0:04:08.206,0:04:12.065
しかし 技術者がBMGを[br]安価な金属から作り

0:04:12.065,0:04:14.058
もっと頑強にする方法を見出したならば

0:04:14.058,0:04:15.736
この超越的な物質の可能性に

0:04:15.736,0:04:17.309
限りはありません