透明なのに熱は通さない新素材「MOCHI（モチ）」が開発

窓際が寒い時代は終わるのか？

冬の寒い日、窓にプチプチ（気泡緩衝材）を貼って、部屋の暖かさを保とうとしたことがある人もいると思います。

プチプチは中に空気を閉じ込めているため、簡単な断熱材としてそれなりに役立ちます。

ただし、その代償として景色はほぼ失われてしまいます。

ここで大事なのは、「なぜ窓は寒いのか」という点です。

建物の壁や屋根、窓など“外側の部分”でやり取りされる熱のうち、実は半分近くが窓から出入りしています。

壁には分厚い断熱材を入れられますが、窓は光を通す必要があるため、同じことができません。

このため窓は、長い間「エネルギー効率の弱点」とされてきました。

この弱点を補うため、これまでにも多くの工夫が試されてきました。

複層ガラス、真空ガラス、透明なエアロゲルなどがその代表例です。

しかし、どの方法にも課題がありました。

特に問題になるのが、素材の中にある空気を含んだ無数の小さな孔（穴）です。

素材内部の穴は空気を含み断熱効果を発揮しますが、孔の大きさがばらばらだと光を散乱させ、そこが曇りの原因になります。

だから透明を保つには、孔や構造の“特徴の大きさ”を、光の波長（目に見える光は数百ナノメートル）より十分小さい「数十ナノメートル以下」にそろえる必要がありました。

一方で断熱のほうは、もう一つ条件があります。

空気の熱は主に、空気分子同士がぶつかり合いながら運ばれます。

ですがこのとき、空気を閉じ込めた穴が小さいと、空気分子は別の空気分子にぶつかる前に穴の壁に当たりやすくなり、熱が運ばれにくくなります。

そのためには穴の大きさを60ナノメートル以下にしなければなりません。

つまり、窓用の理想的な断熱材には二つの条件があります。

光の波長より十分小さな孔で、光を散らさず、同時に空気分子の動きを抑えるほど孔を細かくすることです。

この二つを同時に満たす素材を、大きな窓サイズで作るのは、これまで極めて困難でした。

そこで今回、研究者たちはメソポーラス・シリコーンという新しい素材に着目しました。

これは、ナノメートル単位で大きさのそろった非常に細かい孔を持つシリコーン素材です。

研究チームはこの構造を利用して、透明性と断熱性を両立させた新素材を開発することにしました。

もし狙い通りの性能が得られれば、「窓は仕方なく寒いものだ」という常識が変わる可能性があります。

光を取り入れながら、熱の出入りだけを抑える窓は、本当に実現できるのでしょうか。