日本綜合科學研究機構（CROSS）中介子科學中心的阿久津和宏工程師等人組成的研究團隊與日本原子力研究開發機構J-PARC中心的研究人員合作，利用J-PARC物質生命科學實驗設施（MLF）中設置的偏振中介子反射計，對嵌入樹脂（聚丙烯）樣本内部、來自陶瓷前驅物無機巨分子（PHPS）的石英玻璃膜（PDS膜）實施了精密結構分析。發現PDS膜除了約10nm厚的高密度石英玻璃層外，還形成了4nm左右的石英玻璃/聚丙烯混合層。
石英玻璃/聚丙烯混合層示意圖
雖然此前已經對PHPS進行過各種研究，但PHPS可應用於很多材料的終極因數仍然是個謎。因此，研究團隊開發了利用中介子極化分析法獲得去除背景的高質量中介子反射率的方法，並準備了類比半導體絕緣情況的測量樣本進行了實驗。
實驗發現，源自PHPS的石英玻璃膜表面形成了約4nm厚的低密度石英玻璃層，這個低密度石英玻璃層在強化異種材料之間的接合性方面發揮着重要作用。另外，研究團隊推測，在混合層内，石英玻璃與聚丙烯牢固地接合在一起，不會輕易剝離。因此可以得出以下結論：人造石英玻璃膜之所以具備高接合性是因爲形成了石英玻璃與樹脂混合的特殊層。
阿久津工程師介紹說：「目前正在研究在源自植物的高功能材料纖維素膜上塗覆玻璃層的方法。如果能在纖維素膜上塗覆玻璃，那麼具有高防水性和耐久性，可以永續利用的材料就有望實用化。另外，今後將繼續操作探索人造玻璃膜界面的奧祕，同時推進開發新型複材的研究。」
■PHPS：陶瓷前驅物無機巨分子之一。透過在大氣中進行水解和氧化反應釋放氫（H）和氮（N），形成石英玻璃（SiO2）膜。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
