在作為新資源而備受關注的頁岩氣鑽探，以及作為全球變暖對策之一的二氧化碳地下封存等領域，使地下流體更易流動是實現高效作業的關鍵。其中，通過地面挖掘的豎井向數千米深的地下注入高壓流體，並利用其壓力壓碎岩石，人工製造裂隙的水力壓裂（Hydraulic Fracturing）法是一項關鍵技術。然而，在傳統的水力壓裂方法中，裂隙的方向受地下狀態限制隻朝單一方向延伸，無法向其他方向擴大。
對經過水力壓裂的花岡岩試樣製成的薄片進行紫外光照射拍攝的照片。可清晰地看到向三個方向延伸的裂隙。
日本東北大學流體科學研究所椋平祐輔副教授等人的研究團隊，使用了粘度可隨速度發生劇烈變化的、被稱為「剪切增黏流體（Shear-thickening fluid）」的功能性流體，實施了花岡岩試樣壓碎實驗，並成功實現了從試樣上鑽出的豎孔出發，向多方向延伸的裂隙。剪切增黏流體中，微細粒分散在溶劑中，受到外營力會形成聚集體，由此產生的阻力使得粘度增大。而在地下環境中，流速加快時流體會暫時固化。研究團隊認為，流體固化時會產生巨大壓力，可以在多方向上製造裂隙。
此次開發的方法，不僅能夠回收以往無法獲取的地下資源，還能在如地熱開發等資源貯藏區分佈不均的情況下，更易於到達貯藏區，從而有望降低鑽探成本。此外，在諸如近年來鑽探深度不斷加深的礦山開發中的安全對策等領域，該方法的應用也備受期待。（TEXT：中條將典）
原文：JSTnews 2025年6月號
翻譯：JST 客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
論文：Creating Multidirectional Fractures through Particle Jamming
DOI：10.1016/j.ijrmms.2025.106051
