なぜガラスは割れるの？

　◇ののちゃん　先生（せんせい）、ごめんなさい！　教室（きょうしつ）の花瓶（かびん）を落（お）として割（わ）っちゃった。

　◆藤原先生　あらまあ、けがはなかったかしら？　割れたガラスにさわると危（あぶ）ないから、気（き）をつけてちょうだいね。

　◇ののちゃん　はーい。でも、ガラスってかたいのに、どうして割れるのかなあ。

　◆先生　鉄（てつ）でできたお鍋（なべ）とかプラスチックのコップは、落としたくらいじゃ壊（こわ）れないものね。ガラスが割れるしくみを知（し）るために、まず、ガラスがどうやってできているのかを勉強（べんきょう）しましょうか。

　ののちゃん　熱（ねっ）したガラスを職人（しょくにん）さんが息（いき）でふくらましてるのをテレビで見（み）たことある。

　先生　ガラスをつくるには、砂（すな）にたくさん含（ふく）まれている二酸化（にさんか）ケイ素（そ）を石灰（せっかい）などとまぜ、熱してどろどろにとかすの。これをさまして固（かた）めるとガラスになるわ。ケイ素は英語（えいご）で「シリコン」といって、コンピューターやテレビの中（なか）にある半導体（はんどうたい）という部品（ぶひん）にも使（つか）われているの。

　◇ののちゃん　ガラスが割れるのは、つくりかたに何（なに）か問題（もんだい）があるからなの？

　◆先生　ガラスをさまして固めるときに、表面（ひょうめん）に小（ちい）さな傷（きず）が数（かぞ）えきれないほどできてしまうのが原因（げんいん）だと考（かんが）えられているそうよ。目（め）に見（み）えないすごく小さな傷だけど、とても鋭（するど）い形（かたち）をしているところが問題になるの。

　◇ののちゃん　ガラスはつるつるで傷なんかないけど。

　◆先生　表面を高性能（こうせいのう）の電子顕微鏡（でんしけんびきょう）でどんどん拡大（かくだい）していくと、髪（かみ）の毛（け）の太（ふと）さの１００万分（まんぶん）の１くらいの小さな小さなつぶつぶが見えるはずよ。このつぶを「原子（げんし）」というの。原子にはたくさん種類（しゅるい）があって、ガラスはケイ素や酸素（さんそ）などの原子がまじってできているわ。さっき話（はな）した傷は、こうした小さな小さな世界（せかい）のものなの。実際（じっさい）に見た人（ひと）はいないんだけど、そう考えるとガラスの割れやすさをうまく説明（せつめい）できるんだって。

　◇ののちゃん　ふーん。どうして割れやすくなるの？

　◆先生　ガラスにかかった力（ちから）が傷のところに集中（しゅうちゅう）して、傷口（きずぐち）が広（ひろ）がって割れてしまうのよ。鉄やアルミのような金属（きんぞく）では、原子と原子の結（むす）びつきかたがガラスとはちがっていて、強（つよ）い力がかかっても原子の位置（いち）がずれたり、ゆがんだりして割れずにもちこたえられるわ。プラスチックが割れにくいのも、ガラスより粘（ねば）りがあるからよ。

　◇ののちゃん　割れないガラスをつくれないのかなあ。

　◆先生　くふうしだいで割れにくくすることはできるわ。ガラスをつくるときに急（きゅう）にさますようにすれば、ガラスの表面が、傷の広（ひろ）がりをおさえるような状態（じょうたい）になるの。強化（きょうか）ガラスといって、車（くるま）のサイドウインドーなどに使われているわ。

　◇ののちゃん　前（まえ）の窓（まど）は強化ガラスじゃないの？

　◆先生　フロントガラスは、透明（とうめい）な特殊樹脂（とくしゅじゅし）を２枚（まい）のガラス板（いた）ではさんだ合（あ）わせガラスなの。事故（じこ）を起（お）こしたとき、運転（うんてん）している人がけがをしないよう、ガラスの破片（はへん）が飛（と）び散（ち）るのを防（ふせ）ぐためよ。泥棒（どろぼう）が家（いえ）に入（はい）るのを防ぐ防犯（ぼうはん）ガラスにも同（おな）じようなものがあるそうよ。

（取材協力＝物質・材料研究機構の井上悟・機能性ガラスグループ長、構成＝小林哲）

◇調べてみよう

　（１）ガラスでできたものを、身近（みぢか）なところで探（さが）してみよう。
　（２）割れにくいガラスは、どんなところで使われているかな。
　（３）かたいガラスの板（いた）をきれいに切（き）るには、どうすればいいのか調（しら）べてみよう。