『氷と炎の歌』におけるドラゴングラス：この強力な武器の正体と入手場所

これは『氷と炎の歌』の素材世界を探求するシリーズの第4回記事です。ドラマ『ゲーム・オブ・スローンズ』としてより親しまれています。シリーズ第1〜3回はこちらからお読みいただけます。

この冬は雪や氷の話ではありません。狭い海の島から荷車で運ばれてきた黒い素材の話です。

庶民はそれを「ドラゴングラス」と呼びました。黒く尖っており、野人の選ぶ武器でした。

その色にもかかわらず、日光の下では金属のように輝きます。岩のようにエッジと折れ目がありながら、氷のように地面で砕け散ります。

北の王の友人──太った方、サムと呼ばれた彼──がどうやらドラゴングラスでホワイト・ウォーカーを殺したらしいのです。今では双子の塔の北に住むすべての子供が、ヴァリリア鋼以外でホワイト・ウォーカーを殺せるのはドラゴングラスだけだと知っています。

ドラゴングラス Credit: HBO

死が目前に迫る中、ドラゴングラスは長い夜への唯一の希望でした。
人々はそれが産出される深い鉱山について驚嘆しながら語りました。大小のガラスが闇の中で輝き、古代の岩の裂け目に宝石のように巣食っていました。

庶民の伝説では、ドラゴングラスはドラゴンの炎で岩が溶けてできたものとされています。ドラゴングラスの古代ヴァリリア語は『zīrtys perzys』で、直訳すると「凍てついた炎」です。死者を再び殺せるのも不思議ではありません。

しかしメイスターたちはより良く知っていました。岩を溶かしたのはドラゴンの炎の熱ではなく、古代の傷口から流れ出る火山の液状の怒りでした。彼らはそれを本当の名前で呼びました：黒曜石（オブシディアン）。

ハウンドのドラゴングラスの斧 Credit: HBO

凍てついた炎

私たちにドラゴングラスはなくても、黒曜石は世界中の多くの場所で見つかる一般的な火山ガラスです。西暦77年に書かれた『博物誌』で、大プリニウスは「ガラスの様々な形の中に、オブシディウスがエチオピアで発見した石に非常に似た黒曜石ガラスを数えることができる」と記しています。

この「オブシディウス」がいつ発見したかは不明ですが、ガラス全般はプリニウスの時代までにすでに数十万年前から知られていました。実際、黒曜石製品は紀元前70万年の考古学的遺跡から発見されており、ガラスは人類が知る最も初期の工学材料の一つです。

同時に、ガラスが家庭用材料になるのはずっと最近のことです。中世には、教会に行かなければステンドグラスの輝きを目にすることはできませんでした。

しかし今日、私たちの周りには様々な種類のガラスが溢れています。ソーダ石灰ガラスのコップで飲み、パイレックスやフリントガラスのレンズを装着し、フロートガラス、クラウンガラス、合わせガラスで建物を覆い、ホウケイ酸ガラスで化学試薬を加熱します。自動車用ガラスは強化され、ゴリラガラスのような化学強化ガラスはスマートフォン向けに特別に開発されました。

あらゆる色のガラスがあり、電磁スペクトルで選択的に透過するものもあります。UVガラス、赤外線ガラス、ボタン一つで色を変えられるエレクトロクロミックガラスさえあります。

ソーダ石灰シリカガラス

技術的に言えば、ガラスは材料ではなく物質の状態です。すべての材料が固体、液体、気体になれるように、多くの材料はガラス状態になれます。

私たちのガラスの多くは、高温で溶かした砂から始まります。この溶融砂を急速に冷やします──あまりに急速なので、分子が固体の剛直な配置に整列する時間がありません。その結果、固体と液体の中間のような原子配列が生まれます（下図参照）。

[a] ガラスの原子配列 [b] 固体石英の原子配列. From Tom Husband, The sweet science of candy making

石英（右側）は整然とした六方最密充填構造を持つ一方、ガラス状シリカ（左側）は乱雑で無秩序です。ガラスのほぼすべての電気的、熱的、機械的特性はこの構造から生まれます。

しかし課題は、砂が約1700℃でしか溶けないことです。これは高価で扱いにくいです。ソーダ（炭酸ナトリウム）を加えると融点が1300℃まで下がり、「ソーダガラス」ができます。

しかしこのガラスは水に溶けてしまい、多くの用途で役に立ちません。雨で溶ける窓を想像してください！

石灰を加えることでこの問題が解決し、化学的に安定した混合物が生まれます。約70%の砂、18%のソーダ、12%の石灰（酸化カルシウム）を含むこのタイプのガラスは、ソーダ石灰シリカガラスと呼ばれます。今日、世界で最も普及したガラスタイプであり、容器、窓ガラス、瓶、ジャーの大部分を占めています。

クラウンガラス

溶融ガラスはガムのように、熱、空気、適切な設備があればどんな形にも吹き伸ばせます。

手吹きの「クラウンガラス」は、機械がガラス吹きの仕事を引き継ぐ前は非常に人気がありました。中世の大聖堂にある伝説的なステンドグラスの一部はクラウンガラスで作られていました。

溶融ガラスの塊に空気を吹き込むと、中空の球体または「クラウン」に膨らみます。クラウンを加熱し高速回転させると、平らなシート状に広がり、それが長方形に切断されます。回転により必然的に端が中心より薄くなります。これが古いステンドグラス窓が中央より下部の方が厚いと発見された理由です。

ステンドグラス窓、シャルトル大聖堂、フランス

高性能耐熱ガラス

典型的なソーダ石灰ガラスは急激な温度変化に耐えられません。沸騰したお湯をガラス瓶に注げば、おそらく割れてしまいます。

ホウ酸酸化物を加えると、透明性を保ちながらガラスの熱的特性が改善されることが分かっています。これは例えば、試験管で発熱反応を観察する際に不可欠です。ホウケイ酸ガラスなら、化学薬品飛散の危険なしに観察できます。

今日、ガラスセラミックスの登場により、優れた熱伝導性と耐熱衝撃性を持つガラスが実現しました。例えば、ショット社のNEXTREMAガラスセラミックスは、全体の熱膨張が1%未満で950℃までの温度に耐えられます。

以下の動画は、透明、不透明、半透明の3種類のNEXTREMAガラスセラミックスの高い耐熱衝撃性を示しています。各ガラスシートをオーブンで350℃まで加熱し、オーブンから取り出して冷水に浸します。従来のガラスならこの極端な温度変化で粉砕します。しかしNEXTREMAガラスセラミックスは、暴力的な過去の痕跡を一切見せず無傷で現れます。

ガラスセラミックスは、微細なセラミック内包物が非晶質ガラスマトリックスに埋め込まれた構造です。セラミック内包物が熱膨張を抑制し、高い熱伝導性を提供することで、これらの材料が巨大な温度変化に耐えられるようにしています。これらの内包物の総体積は通常全体の100万分の1未満で、ガラスが光学的に透明であることを保証します。

ガラスセラミックスについて詳しくは、専門記事「ガラスセラミックス：特性、加工、用途」をお読みください。

ブラン・ザ・ビルダーからブラン・ザ・ブロークンへ

森の子らのように、私たちはドラゴングラスから遠くまで来ました。ウェスタロスとエッソスの人々のように、私たちは材料で都市を築き、喜び、悲しみ、憧れでそれらを彩ります。

今日、私たちの足元には何百万もの金属、セラミックス、ガラス、ポリマー、複合材があり、私たちは七王国の辺境ではありません。私たちはヴァリリアの継承者なのです：魔法と驚異に満ちた栄光の地。

『ブラン・ザ・ビルダー』で始まった物語が『ブラン・ザ・ブロークン』で終わったように、私たちは自分たちの材料の、何世紀にもわたる、常に成長し続ける、さらに偉大な叙事詩を書いています。

私は、人類文明の最も初期の営みの一つ──材料の理解、活用、新材料の開発──に機械学習と人工知能を適用する最先端分野で働いています。