고체를 가열하면 고체 중에는 다양한 주파수의 원자 진동·분자 진동이 여기되어 결정화가 발생한다.일반적으로 고체를 진동시키면 특정 주파수에서 진동 진폭이 커지지만, 이 주파수는 고체의 형상·크기로 정해진다.

　연구그룹은 불규칙한 원자·분자 배치로 보이는 유리 내에는 원자·분자의 충전율에 편차가 있어, 희소·밀한 영역의 크기에 의해 각각의 영역이 특정의 주파수로 강하게 진동해 있다고 추정하고, 그 주파수로 진동시키면 가열하지 않고 결정화가 가능하다고 생각했다.

　콜로이드 유리란, 수용액 중에 1 미크론(100만분의 1미터) 정도의 미립자가 모여 랜덤하게 배치한 것.특징은 유리와 동일한 랜덤 구조를 가지면서 모든 현상이 천천히 발생한다는 점에 있다.즉, 콜로이드 유리에서는, 원자·분자 진동에 상당하는 미립자 진동의 주파수가 낮기 때문에, 기존의 장치를 사용하여 비정질(비정질)의 결정화를 검증할 수 있다.이번에, 미세하게 주파수를 바꾸면서 실험한 결과, 70Hz 부근의 진동에 의한 급속한 결정화를 발견했다.이 현상은, 과거에 제안된 결정화 이론에서는 설명할 수 없고, 메커니즘의 해명은 향후의 연구 과제라고 한다.

　이번 성과는 소리에 의한 결정화 수법의 실현 가능성을 나타내고, 열처리에 관한 새로운 초고강도 재료 작성 수법의 개발로 이어진다.또한 초음파 조사에 의한 선택적인 결정화도 가능하게 되어 유리와 결정으로 구성된 새로운 물질(포노닉 결정)의 개발이 기대된다.

논문 정보:【Scientific Reports】Accelerated crystallization of colloidal glass by mechanical oscillation