ガリウム合金3Dプリント技術が制覇、液体ターミネーターの大量生産はもはや夢ではない

オレゴン州立大学のエンジニアたちは、高導電性ガリウム合金の非常に複雑な構造を 3D プリントする方法を発見しました。この 3D プリント方法は、フレキシブルなコンピューター画面や、フレキシブルなロボットなどの伸縮可能な電子機器の製造に使用できると報告されています。早くも2014年に、英国のデイリーメール紙は、米国ノースカロライナ州の科学研究チームが最近、自己修復機能を持つ変形可能な液体金属を開発し、「ターミネーター」のような変形可能なロボットを開発するという目標に一歩近づいたと報じた。

科学者たちはガリウムとインジウムの合金を使って液体金属を合成し、室温で液体になり、表面張力が1メートルあたり500ミリニュートンの固溶体合金を形成した。これは、外力がない場合は、合金を平らなテーブルの上に置いたときに、ほぼ完全に丸い球体のままであることを意味します。「1ボルト未満の電圧で金属の表面張力を変化させることができるというのは実に驚くべきことだ」とノースカロライナ州立大学の准教授マイケル・ディッキー氏は語った。

この技術を使用すると、液体金属の動きを制御してアンテナの形状を変更したり、回路を接続または切断したりすることができます。さらに、この研究は、人間の切断された神経を修復し、長期的な障害を回避するのにも役立ちます。研究者は、この画期的な進歩により、より優れた回路、自己修復構造が構築され、いつの日か『ターミネーター』のT-1000ロボットの製造にも使用される可能性があると主張しています。しかし、長い間、ロボット用のガリウム合金の製造は困難であったため、この技術は実験的なカテゴリーにとどまっていましたが、3Dプリント技術の応用により、この技術は大規模に推進されてきました。オレゴン州立大学のエンジニアによると、この合金を使用して、最大10 mmと20 mm幅の構造を3Dプリントできます。「未来は非常に明るく、操作可能な柔軟なロボットの製造は容易に想像できます。そして、それらはプリンターから出てきます」と、オレゴン州立大学の学生でロボット工学の博士課程の学生であり、共著者でもあるドアン・イルミベオル氏は述べました。 ”

近年、生物の柔軟性と敏捷性に注目し、バイオニックフレキシブルロボットの概念を提案する専門家や学者が増えており、ロボット工学の分野で研究のホットスポットとなっています。フレキシブルロボットは、柔軟性、変形性、エネルギー吸収性に優れ、環境への適応性も高いという特徴を持っています。このタイプのロボットは、地震などの災害時、倒壊した建物の残骸に閉じ込められた人々の捜索など、救助や災害救助に幅広く活用できます。
我が国は「ターミネーター」の原料であるガリウムの世界有数の生産国です。現在、我が国の金属ガリウムの消費には半導体や光電子材料、太陽電池、合金、医療機器、磁性材料などが含まれており、その中で半導体産業はガリウムの最大の消費国となり、総消費量の約80％を占めています。ガリウム産業、特に半導体と太陽電池産業の急速な発展と、中国政府によるLED産業開発計画の推進により、わが国のガリウム消費量は今後も大幅に増加し続けるでしょう。さらに、我が国の国内ガリウム金属リサイクル能力は比較的小さいため、ガリウム金属の需要は完全に天然ガリウムによって支えられており、これも我が国の天然ガリウムの市場需要の大幅な増加を促進することになるでしょう。

しかし、我が国のガリウム産業の急速な発展に伴い、我が国のガリウム産業に存在する問題がますます顕著になってきており、主に以下の点が含まれます。

1. ガリウム資源の浪費。ガリウムは単独の鉱物として存在することは稀で、共存鉱物として存在する場合がほとんどです。しかし、技術的、経済的、その他の理由により、一部の企業は鉱石に含まれるガリウム資源を抽出せず、この希少資源を無駄にしています。

2. ガリウムの主要輸出国である中国には価格決定力がない。業界関係者によると、このような状況の主な原因は、国内に価格発見プラットフォームとメカニズムが不足していることだという。

3. ガリウム生産企業は規模が分散しており、産業チェーンに弱い部分がある。ガリウムは副産物鉱物であるため含有量は多くなく、環境基準を満たすガリウム生産ラインの構築にも多額の投資が必要です。投入産出量などの要素を考慮すると、大規模および中規模の鉱山会社の多くは関連するガリウム資源を採掘していません。中小規模のガリウム生産・加工企業は、抽出プロセスが比較的単純で、資本投資も比較的小さいですが、採掘・生産プロセス中に比較的深刻な環境汚染を引き起こします。

これらの困難な問題に直面して、SMMが5月24日から26日まで広西チワン族自治区南寧市で開催する「2018年マイナーメタル産業サミット」では、業界の専門家とSMMの上級アナリストがガリウム産業の現状と発展の方向性について権威ある解釈を行う予定です。

出典：SMM上海非鉄ネットワーク

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