同じ力で潰すなら、ゆっくりより速い方がよく壊れそうな気がする。ところが米粒の山は逆だった。速く潰すと弱く、ゆっくり潰すと強い。英バーミンガム大学が2026年に報告したこの性質の鍵は、粒の中を走る見えない「力の鎖」にある。
米でも砂でも、粒の集まりを上から押すと、その力は中の粒すべてに均等にかかるわけではない。一部の粒だけが連なって荷重を背負い、ほかの粒はほとんど力を受けずに休んでいる。この荷重を担う粒の連なりを力の鎖(force chain)と呼ぶ。偏光板のあいだで透明な粒を押す光弾性という実験では、この鎖が文字どおり光って枝分かれするのが見える。砂時計の流れが残量によらず一定なのも、入口の上にこの鎖がアーチを組んで重みを受け止めるからだ。
バーミンガム大の研究チーム(Matter誌, 2026)が見つけたのは、米の圧縮強度が押す速さに強く依存することだった。ゆっくり押すと、粒どうしがしっかり噛み合って密で強い力の鎖が立ち、変形に抵抗する。ところが速く押すと、粒どうしの摩擦が下がり、荷重を支えていた鎖が支えきれずにほどけてしまう。結果として山が急に弱くなる。彼らはこれを「レート・ソフトニング(rate softening=速いほど軟らかい)」と名づけた。
面白いのはここからだ。シリカ砂はちょうど逆の性質を持っていて、速く押すほど強くなる(rate stiffening)。チームは米由来の粒とシリカ砂を組み合わせ、ゆっくりの動きと急な衝撃とで、曲がる・座屈する・硬くなるをひとりでに使い分ける材料をつくった。センサーも電子回路も制御もいらない。素材そのものが、加わる力の速さを感じ分けて応答する。研究者はこれを「適応するメタマテリアル」と呼び、ロボットの緩衝材や防護具への応用を見据えている。