物質・材料研究機構（NIMS）とAGC、高輝度光科学研究センター（JASRI）からなる研究チームは、ガラスが部分的に結晶化し、強度や耐熱性が向上したガラスセラミックスと呼ばれる材料に変化する初期過程を観測することに成功した。

ガラスセラミックスを得るためには、熱処理によって部分的に結晶が析出するように組成を設計・制御したガラスを合成することが必要となる。だが、ガラスの中に結晶核がどのように生成してガラスセラミックスとなるのかは明らかにされていなかった。

研究チームは、最も一般的かつ重要な酸化ジルコニウム（ZrO₂）を添加したリチウムアルミノケイ酸塩ガラスを対象に選び、そのガラスがガラスセラミックスに変化する初期過程を観測した。

ナノスケールでの構造計測では、熱処理前のガラスにもともと存在したジルコニウム（Zr）が豊富な領域とZrが希薄なところの分離が熱処理によって促進され、Zrが豊富な領域でナノサイズの微小な大きさを保ったまま結晶核の形成が進行することが判明した。

さらに、Zrを選択的に観測できる構造計測技術を駆使することによって、ZrO₂結晶核の周囲にはZrが酸素（O）を介してシリコン（Si）やアルミニウム（Al）と連結したZr–O–Si/Al結合が存在することを初めて見いだし、初期の結晶核の構造を明らかにした。

そして、ガラス中に結晶核が生成するメカニズムを原子レベルからナノメートルの広い空間スケールで矛盾なく説明できるモデルを提案することに成功している。

研究チームは「今後は、さまざまな実用材料の機能発現メカニズムを明らかにし、その知見を基にした新規高機能材料の合成を目指す」とコメントしている。