韓国の浦項工科大学（POSTECH）の材料科学者たちは、-196℃から600℃という極限の温度範囲において優れた機械的特性を維持できる新たな高エントロピー合金（HEA）を開発しました。この技術革新は、航空宇宙、自動車、エネルギー産業における材料応用の新たな時代を告げるものです。
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「スーパーアダプトーム」の誕生：従来の金属の限界を打ち破る
POSTECH の学際的研究チームは、材料科学工学科、鉄鋼技術大学院、機械工学科のキム・ヒョンソプ教授が率いており、極端な温度条件下では性能が著しく変動するという従来の金属の限界を克服するための新しい材料コンセプト「ハイパーアダプター（Hyperadaptor）」を提案しました。
日常生活において、金属は温度に非常に敏感であることがよく見られます。例えば、ドアノブは冬には凍えるほど冷たく、夏には熱くなります。この特性により、ロケットジェットエンジン、自動車の排気システム、高温タービンなど、温度変化が激しい場所では、従来の金属材料の使用が困難になります。
新しい高エントロピー合金：800°Cの温度勾配にわたって一定の機械的特性
この新しいニッケル基高エントロピー合金は、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム、チタンを含有し、面心立方（FCC）結晶構造を有し、優れた延性と高い強度を備えています。優れた安定性は、合金内部にナノスケールのL1₂析出物が均一に分布していることに起因しています。これらの微粒子は、材料の変形を効果的に抑制するとともに、一貫したすべり機構を維持して応力を調整することで、材料の機械的特性が温度の影響をほとんど受けないようにしています。
研究の結果、この合金は液体窒素温度（-196℃）から600℃までの広い範囲で安定した強度と延性を示すことが業界で初めて示されました。
産業応用の展望：地上から宇宙まで
この温度に影響を受けない素材は、特に以下の業界で大きな可能性を秘めています。
- 航空宇宙: 極端な熱サイクルに耐える必要があるロケットやジェットエンジンなど。
- 自動車産業：排気システムや高性能エンジン部品など。
- エネルギー産業: 極限環境での発電タービン、パイプ、熱交換器など。
このような環境で材料が安定した状態を保つ能力は、機器の安全性と信頼性を向上させるだけでなく、寿命を延ばし、メンテナンス コストを削減するのにも役立ちます。
次世代材料の新時代を切り開く
キム・ヒョンソプ教授は次のように結論付けました。「私たちの高エントロピー合金は、既存材料の性能ボトルネックを打破し、新しい『温度に依存しない』材料パラダイムを実証しました。『スーパーアダプター』は、新しい材料であるだけでなく、極限環境における将来のアプリケーションを強力にサポートする新しい設計コンセプトでもあります。」
この研究成果は国際的な材料科学誌「Materials Research Letters」に正式に掲載され、高性能合金材料の研究開発が新たな時代に入ったことを象徴するものである。
参考文献
- “Hyperadaptor；ニッケル基高エントロピー合金の広い温度範囲にわたる温度に依存しない引張特性”，作者：Hyojin Park、Sujung Son、Soung Yeoul Ahn、Hyojeong Ha、Rae Eon Kim、Jae Heung Lee、Hyo Moon Joo、Jung Gi Kim 和 Hyoung Seop Kim 和 Hyoung Seop，2025エクスプレス。 DOI：10.1080/21663831.2025.2457346
- 韓国の科学者が極度の温度でも強度を保つ超金属を開発
- Korean Scientists Develop Super Metal That Remains Strong No Matter the Temperature
（最初の写真の出典：AI）
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