写真:現代ビジネス

スマホを落とした時に画面がバキバキに割れてヘコんだことはありませんか？　そもそも、なぜスマホの画面はあんな割れ方をするのでしょうか？　じつはこのような物理現象のシミュレーションに世界で初めて成功したのが海洋研究開発機構(JAMSTEC)数理科学・先端技術研究開発センター(MAT)の廣部紗也子研究員です。なぜこの現象の予測が難しいのか？そもそもガラスが割れるとはどんな現象なのか？　基礎から世界初のシミュレーション手法、その応用についてお話を伺いました。(取材・文:岡田仁志) 【写真】世界は数式で表されるのか？シミュレーションから断層や北極の氷の破壊を予測

スマホのガラスは内部に力が残っている

化学強化ガラスの残留応力のイメージ(図版提供:JAMSTEC)

──今回、廣部さんが破壊過程のシミュレーション(再現)に成功された化学強化ガラスは、身近なところではスマートフォンのディスプレイに使われていますよね。「強化ガラス」というわりに、落としたときに凄まじい割れ方をするのが不思議です。 たしかに、ちょっとだけ浅いヒビが入るだけで済むこともあれば、蜘蛛の巣みたいにグチャグチャに割れることもありますよね。ふつうのガラスとは、ずいぶん割れ方が違います。これは、化学強化ガラスに「残留応力」があるからなんです。 ──残留応力？　それは何でしょうか。 まず、応力というのは物体に生じる力のことです。ガラスでも金属でも、物が変形したり破壊したりするときには、外から何らかの力がかかっていますよね？　その荷重に応じた力が、物体の内部に発生します。残留応力は、なんらかの理由で応力が内部に残留している状態です。 ──いま私が手にしているスマホのディスプレイにも、応力が残っているんですか？　そんなふうには見えませんけど…。 見た目にはわかりませんが、そのガラスの表面には「圧縮」の応力、そしてガラスの内部には「引張(ひっぱり)」の応力が残っているんです。圧縮の残留応力と引張の残留応力がつり合っているので、それ以上変形はしません。 ──ガラスの表面と内部で綱引きをしてるような感じなんですね。そんなスリリングな状態だとは思っていませんでした(笑)。