人間のけがや病気が自然に治癒するように、使用している製品や構造物に生じた劣化が、人の手を加えなくても勝手に直ってしまう――。そんな夢の機能を持つ材料が、「自己治癒(修復)材」だ。

 材料自身に含まれる成分や事前に仕込んでおいた成分などを基にして、ひび割れなどの損傷を修復する性能を持つ。既に、高分子材料や金属材料など様々な領域で研究や開発が進められている。

 安倍政権が2013年に掲げた「日本再興戦略」には、「自己修復材料などのインフラ長寿命化に貢献する新材料の研究開発を推進する」と明記された。自己修復材料などの世界市場が30年に30兆円に達するとのロードマップも掲げている。

 それらの追い風を受けて、インフラの主要な建材であるコンクリートの自己治癒能力へ関心が高まっている。コンクリートは強度に優れ、加工もしやすい半面、ひび割れやすいという弱点を持っているためだ。コンクリートを自己治癒できれば、長寿命化に貢献するほか、維持管理の合理化につながる。

 自ら機能回復するコンクリートには色々な種類がある(図1)。液体の補修材を入れたカプセルなどをコンクリート内にあらかじめ仕込んでおき、ひび割れが生じた際に補修材が出て塞ぐ方法はその1つだ。

図1 自ら機能回復するコンクリートの種類
日本コンクリート工学会は、自ら機能回復するコンクリートを大きく3つに分けている(出所:日本コンクリート工学会)
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 例えば、日本大学工学部のパリーク・サンジェイ准教授は、コンクリートを打設する時にゴム系のパイプを張り巡らせ、固まったらパイプを抜き取り、空洞へエポキシ樹脂を流し込む方法を採用している。ひびが入るとこの樹脂が流れ出て硬化し、閉塞するというものだ。

 パイプの位置は事前に設計できる。柱や梁の端部など、地震でひびが入りやすいと分かっている箇所に重点的に設置して樹脂を注入すれば、効果的に機能を回復できる。「実験では幅0.4㎜のひびも自動的に修復できた」とサンジェイ准教授は話す。

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