表面アラカルト4

a la carte 4　表面が描き出す不思議

タイトル下に用いた写真は、さまざまな物質の素材表面や結晶表面
などを写した写真である。この写真では、表面の色やかたちをマク
ロでとらえたにすぎないが、界面化学が扱おうとする表面の世界は
電子顕微鏡で見なければならないミクロの世界である。

ナノメートル単位の原子や分子の世界で表面の凹凸や模様を研究す
ることで、素材の新しい側面が見えてきたりするのが、いま話題に
なっている表面化学なのだ。

気体分子や不純物と結合させないような環境においた結晶表面では
結合相手を失った結晶の結合手ができてくる。するとこの結合手の
間には、新しい釣り合いの位置に原子が移動するという現象が起き
る。結晶の対称性を保ったまま原子間の間隔が変わってゆく緩やか
な変化を表面緩和という。その姿を模式図にすると美しい模様にな
る。こうした表面の研究が、半導体や新素材の開発に、いまなくて
はならないものとなっているのである。

表面の原子が美しい模様を描く姿とはかなり異なるが、かつて表面
のわずかな凹凸によって見えざるものを見えるようにするという不
思議な振る舞いを見せる現象があった。その現象の名は｢魔境｣。こ
れは金属表面を磨き上げて鏡として用いていた時代の話である。

金属鏡の裏面にわずかな凹凸をつける。そして表の鏡面研磨に際し
ては、鏡として使うにはその凹凸がゆがみにならない程度に磨き上
げる。その上で裏面に施した凹凸に蓋をかぶせてしまえば全体はた
だの鏡にしか見えない。

ところがこの鏡面に光をあてて壁に反射させると、なんとその壁に
はイエスキリストや聖母マリアの姿が浮かび上がってくるのだ。研
磨の際に、裏面の模様がかすかに鏡面を波打たせていて、その変化
が壁に映し出されるのである。

江戸時代の隠れキリシタンたちは、こうした魔境の技で、自らの信
仰対象を隠し通したのである。表面化学からは少し離れるが、いか
にも表面の不思議らしい話として紹介しておくのもア・ラ・カルト
の隠し味であろうか(^^ゞ

[5]へ続く