Everyday Mylar turned into a promising insulator for lunar habitats

ペンシルベニア大学の研究チームが、家庭用の食品ラップや marathon 後の保温シートに使われるMylar（二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、BoPET）のフィルムを数百枚重ねた断熱材「HyLIFS」を発表した。学術誌 ACS Applied Materials & Interfaces に掲載された研究で、注目されるのは真空中で高い断熱性を示しながら、曲げや圧縮に耐える機械的な耐久性も併せ持つ点である。月面居住施設や宇宙服の材料として、この二つを同時に満たす素材は限られており、その候補が示されたこと自体に意味がある。

月の表面温度は摂氏マイナス数百度から沸点に近い高温まで大きく変動するため、断熱は居住施設の基本条件になる。ただし従来の高性能断熱材には課題があった。エアロゲルは断熱性に優れるものの脆く、多層断熱材は反射膜とスペーサーの構造上、荷重や接触によって損傷しやすいとされる。断熱性を高めようとすると強度が落ちるという構造的なトレードオフが、この分野の本質的な問題だった。研究チームは厚さの異なるMylarに、薄いアルミナ層をコーティングして剛性を高め、それを一枚ずつ積層した。真空下の試験では、大気圧の室内を想定した圧縮状態で、高性能な真空断熱技術に匹敵する熱伝導率を示し、さらに約20MPaの圧縮を連続10回受けても性能を保ったと報告されている。

宇宙産業にとって重要なのは、材料をすべて地球から月まで運ぶ必要がある点だ。打ち上げ時に折り畳めること、輸送中の扱いに耐えること、長期間繰り返し使えることは、輸送コストと保守の負担に直結する。仮に量産に移行できれば、居住施設だけでなく、長期間真空中で動作する宇宙服や各種機器への応用も考えられる。一方で、現段階の積層はピンセットや小さな重りを使った手作業で、時間がかかるとされる。量産技術の確立が実用化の前提になることは明らかだ。また記事は、市販Mylarに含まれる微細な添加粒子が積層体の挙動に関わる可能性にも触れており、原材料の品質管理が性能を左右する可能性がある。

日本の製造業にとって関わりうるのは、主に薄膜の加工と評価の領域だと考えられる。フィルムへの蒸着やコーティング、極薄材料の取り扱いや積層工程の自動化は、精密機械や装置を手がける企業が貢献できる余地がある。また、真空中での熱特性や圧縮下での性能を測る試験装置や計測手法への需要が生まれる可能性もある。素材メーカーにとっては、フィルムの添加剤や品質のばらつきが積層体の性能にどう影響するかを確かめる材料開発の機会になりうる。ただし、これらは研究段階の成果に基づく見通しであり、実用化の時期や市場の規模は現時点では明らかになっていない。

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