3Dプリントされたスマートインクは形や色を変える物体を作ることができる

3Dプリントされたスマートインクは形や色を変える物体を作ることができる
2018 年 4 月 6 日、Antarctic Bear は、ダートマス大学の研究者が最近、新しい 3D プリント材料の開発において大きな進歩を遂げたことを知りました。 3D プリントされたオブジェクトが時間の経過とともに形や色を変えることを可能にする革新的な「スマート インク」が開発されました。このプロセスは、バイオメディカルやエネルギー産業などの分野でさまざまな用途に使用できる、次世代の付加製造技術である 4D プリンティングと呼ばれることがよくあります。


「この技術は3Dプリントされた物体に命を吹き込む」とダートマス大学の化学助教授フェンケ・チェン氏は語った。 「3D プリントされた構造の多くは、材料の分子特性を反映していない単なる形状ですが、これらのインクは機能的な分子を 3D プリントの領域にもたらし、さまざまな用途のスマート オブジェクトをプリントできるようになりました。」

この画期的なプロジェクトは、3D プリントされたオブジェクトの分子構造をより高度に制御する方法を見つけることを目指しました。 これを実行することによるメリットは非常に大きく、設計能力が大幅に向上します。



このインクは、印刷されたゲルにスマート分子システムを統合することを可能にするポリマー「キャリア」に基づいて作成されます。これにより、機能性をナノスケールからマクロスケールに転送できます。3D プリント後に材料が硬化するのではなく、さらに化学反応が起こり、活性分子成分が固定されて変換が開始されます。たとえば、蛍光トラッカーを使用すると、光などの外部刺激に応じて物体の色を変えることができます。

これらの 3D プリントされた「4D」オブジェクトは、繰り返し拡張および収縮できます。この収縮を利用すると、3D プリントされたオブジェクトのサイズを 100 分の 1 に縮小でき、解像度が 10 倍になります。つまり、ダートマス大学のチームのインクを使用することで、通常のプリンターの機能をより高度なプリンターのレベルにまで拡張でき、インクが物体に変形する能力を事前にプログラムされているため、操作を変更することなく、より高い解像度で印刷できるようになります。




「このプロセスでは、100,000 ドルのプリンターの代わりに 1,000 ドルのプリンターを使用できます。このテクノロジーは拡張性と適応性に優れているため、コストを大幅に削減できます。」

環境に動的に適応し、構成を変更できる完全に機能するインテリジェント 3D システムの実現にはまだ時間がかかりますが、この新しいタイプのスマート インクの開発には、すでにいくつかの潜在的な用途があります。 現在、印刷後の構造変化を制御できる能力により、改良された精密フィルターやストレージデバイスの製造が可能になると考えられています。

チームはプロジェクトとその将来の可能性を次のように要約しました。「この新しいアプローチにより、小分子ベースの3Dプリント材料の開発が可能になり、スマート材料とデバイスの開発が大幅に加速されると信じています。」

出典: 3ders



4Dプリント、スマートインク

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