自然界には存在しない“メタマテリアル”が宇宙拠点や望遠鏡の製造に 貢献するかもしれない

自然界に存在しない物質への飽くなき探究はどこまで続くのでしょうか？

わたしたち人類は、自然界に存在する物質を探すことだけでは飽き足らずに、自然界には存在しない“物質（material）”
を作り出すことに成功しました。こうした物質のなかには、“不自然”と映るような物理的特性をもつ物質があります。そ
れが「メタマテリアル」と呼ばれる人工物質です。

欧州宇宙機関（ESA）の研究グループは、ある構造を持つメタマテリアルが宇宙望遠鏡や宇宙拠点の製造に役立つ可能性を
示唆する論文を発表しました。

内部の構造が物理的特性を決定する
メタマテリアルとは、自然界に存在する物質とは異なる物理的特性を、内部の構造を加工することで実現した人工物質のこ
とです。メタマテリアルには幾つかの種類があり、可視光、音、電波などの波に対する屈折率を人工的に変えたメタマテリ
アル（電磁メタマテリアル、音響メタマテリアルなど）のほか、特殊な機械的特性を持つ機械的（メカニカル）メタマテリ
アルなどがあります。

最初の機械的メタマテリアルとして知られるのが、アメリカ・ウィスコンシン大学マディソン校のRoderic Lakes教授が
1987年に発表した負のポアソン比をもつ人工物質です。ポアソン比とは、引っ張られたときの縦方向の伸びに対して、横
方向の収縮がどの程度起こるのかを示す指標です。輪ゴムのような天然ゴムは正のポアソン比を持ち、横に引っ張ると左右
に広がります。いっぽう、負のポアソン比を持つ材料では、横に引っ張ったにもかかわらず縦方向に大きく広がるという特
性を示します。

Lakesが発表した負のポアソン比を持つ「ポリマー・フォーム」と名付けられた発泡材料の一種は、のちに「Auxetics
（オーセチックメタマテリアルとも）」と命名されるようになり、人工皮膚や防護服などに応用されています。

変形自在なメタマテリアルと宇宙開発への応用可能性

ESAの研究グループは、「トティモルフィック（totimorphic）構造（※1）」と呼ばれる再構成可能な
（reprogrammable）格子構造を持つメタマテリアルに着目しました。

※1…toti-という接頭辞はラテン語のtotusに由来し、「全体」、「すべて」、「完全な」を意味する。このことか
ら、「あらゆる形状に変えられる」というニュアンスを持つ。レッドウッド・マテリアルズ社の研究者Gaurav Chaudh
aryさんがトティモルフィック構造を提唱した論文のなかで、mechanism-like infinitely malleable（メカニ
ズムとしては無限に変形可能な）人工物質を“totimorphic”と呼ぶと、命名の由来が明かされている。
続く
https://news.yahoo.co.jp/articles/1d69f7c1babddc1cce2a2...

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