テクノロジー

効果の理由は？

ナノチタンがどう効くのか？

あなたのパフォーマンスを最大化するチタンの鎧。
その裏には、ナノ技術が使われている。
酸化チタンをナノ粒子にし、それを高度な分散化技術で使用可能な状態にした後、クレストヨンド社による施工技術により、チェーンに最適な形でチタンナノ粒子を配置させることができる。
ナノ粒子はファンデルワールス力により金属面で分極による静電気的な力によってひきつけられ付着し、基本的に物理的な力によりはがれることなく効果を発揮し続ける。
このページでは、粒子とそれを扱う技術について紹介する。

チタンナノ粒子とは？

チタンナノ粒子とは、酸化チタンをナノサイズの粒子にしたもの。チタンの鎧は、ナノチタン粒子の中でも粒子径が特に小さい、平均５ナノメートル。

酸化チタンナノ粒子（Titanium Dioxide Nano Particle)とは、チタンを酸素と結び付けて作った酸化チタンをナノメートル（１ナノメートル＝100万分の１ミリ）単位の非常に小さなサイズにしたもの。目に見えず、その粒の小ささから、並べるとその表面積が非常に大きくなるという特徴がある。

チタンの鎧に使われるチタンナノ粒子は、シングルナノレベル（ナノメートルで一桁台の大きさ）で、製造が困難であるだけでなく、ナノレベルであるがゆえに取り扱いが難しい。
この技術的難題をクリアし、チタンの鎧コーティングに用いられている。

ナノ粒子を素材に付着させる？

ナノレベルの物質は容易に扱える物質ではない。一粒の大きさが小さく、質量も極めて小さい。このため、我々が一般的に感じる物理法則（ニュートン力学的な法則）では説明できない挙動が見られる。

ニュートン力学は大きな物体の運動を説明する理論であり、動く物が非常に大きいことを前提にしている。対して、ナノ粒子は一粒に数十個から数千個の原子しか含まない。このため、原子と同じスケールに近いことから、原子や電子の量子力学的な影響が大きくなる。

チタンの鎧では、ファンデルワールス力(van der Waals force)という、原子や分子の間に自然に働く引き合う力でナノ粒子を素材表面に配置している。ファンデルワールス力は電子のわずかな偏りにより生まれるプラスとマイナスの電子同士が引き合う力で作用する。

ナノ粒子は小さく、表面積が大きいため、このファンデルワールス力の働きが相対的に非常に大きい。

この特性を利用して、酸化チタンを素材表面にびっしりと貼り付けた状態。これがチタンの鎧なのだ。

チタンの鎧加工はクレストヨンド社での特殊設備により実施されている。

ナノチタンがどう働くのか？

表面上にびっしりと配置されたナノチタン。これがあることで、金属と金属の間に被膜ができる。チタン粒子には分子間力が働いており、ニュートン力学的なオーダーで「一点に」力がかかっても、その被膜がゼロになりにくい。この被膜がベアリング効果を発揮して、金属間の抵抗を減らす働きをしている。

通常の潤滑剤の場合、ミクロに見ていくと、金属同士の距離がかなり近くなる。これにより金属結合的な相互作用が生まれ、摩擦を生みやすい環境に陥ってしまう。表面酸化幕、ワックス処理したワックス、塗布された潤滑剤。これらは強い力を受けると、被膜が一時的に壊れ、金属表面がむき出しになり、それにより金属結合的な要因が発生してしまう。

チタンの鎧においては、このナノチタンの被膜が分子レベルで維持。これによりフリクション低減等の効果が生まれているのである。