ランニングシューズの常識を変えたのは、炭素繊維複合材料だった！

マラソンで好記録を出せるシューズの秘密

2017年、マラソン界の常識を覆すランニングシューズが登場しました。それまでのレース用シューズは薄底タイプが主流でしたが、新しく登場したのは底の厚さが約4センチもあるシューズです。その後、この厚底シューズを履いたランナーたちが、次々と好記録を打ち立てています。
速く走れる理由の一つが、ソール部分に使われているカーボンプレート「炭素繊維複合材料」です。曲がった形のプレートが、着地して平らになり、ばねのように元の形に戻ろうとしてランナーの体を前に押し出すのです。現在、炭素繊維と樹脂の界面（性質の違う2つの物質同士が接する境目）の高分子の分子構造を独自にデザインし、強く密着させることで、常識を変える更に強いカーボンプレートの開発が進んでいます。

世界初！　電気を通す炭素繊維複合材料

飛行機や自動車などに使われている炭素繊維強化プラスチック（CFRP）でも、分子をデザインして材料の性質を変える取り組みが進められています。軽くて強いのがCFRPの長所ですが、電気を通さないため雷が落ちると焼け焦げてしまう弱点があります。このため、CFRPが使われている飛行機は、外側を金属で覆うなどの対策が取られてきています。
ところが2015年、電気を通し、常温では液体でも、熱を加えると固まる性質を持った樹脂が設計され、世界で初めて開発されました。炭素繊維を並べた隙間にこの樹脂を流し込んだCFRPを作り、雷を模した電圧をかけたところ、全く損傷しませんでした。現在、飛行機などへの実用化への改良が進められています。

最上流技術「分子のデザイン」で世の中を変える

新製品を開発する過程を川の流れに例えた場合、厚底シューズなど最終的な製品は川の最下流、製品に使われる素材の分子設計は川の最上流といえます。「最上流の技術で、最下流となる製品の課題を解決する」、つまり、目に見えない分子のデザインで非常識を可能に出来、世の中をあっと言わせるところに、すごく面白みがあるのです。

参考資料

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先生情報 / 大学情報

山形大学工学部高分子・有機材料工学科教授高橋辰宏先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

化学、高分子化学、材料工学

先生が目指すSDGs

メッセージ

あなたの身の回りの製品で、ナイロンやテフロンという言葉を聞いたことがありますか？　それらを始めとするいろいろな高分子は、実は思いがけない発見発明（セレンディピティといいます）から生まれています！　どうして思いがけない事が起こるのでしょう？　目に見えない分子同士が反応する化学には、無限に色々なことがおこる可能性があるのです。実験でセレンディピティと出会う面白さ、そしてそれを見逃さずに考え、それを製品に応用できるやりがいもあります。ワクワクする高分子の化学の世界へ、あなたも是非来てください！

先生への質問

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山形大学は、東日本有数の総合大学であり、４つのキャンパスはネットワークで融合されています。社会のリーダーにふさわしい基本能力と幅広い教養を身につけるため、教養教育に力を入れています。大学運営の基本方針として、一つは、何よりも学生を大切にして、学生が主役となる大学創りをするということ、そしてもう一つは、教育、特に教養教育を充実させるという２点を掲げています。