蘭州化学物理研究所で、マルチマテリアル 3D プリントによる組み立て不要のフレキシブルアクチュエータの研究が進展

バイオニックドライブ研究における主要なホットトピックは、外部刺激下での駆動装置の機能性材料と複雑な形状の組み合わせを実現することです。近年、カーボンナノチューブ（CNT）、酸化グラフェン（GO）などをベースとした様々なハイドロゲル材料、合金材料、複合材料が運転研究に次々と応用され、イモムシ、魚、花などの複雑な構造形状を持つバイオニック運転装置が作られている。しかし、多くのバイオニックデバイスは複雑な形状をしており、駆動や移動などの特定の機能を実現するために複数の材料を組み合わせる必要があるため、複雑な構造を構築し、複数の材料コンポーネントの組み立てなどの問題を解決する方法は、バイオニックドライブ研究の分野において依然として難しいテーマとなっています。

マルチマテリアル 3D プリントの高度な製造技術は、これに対するシンプルで簡単なソリューションを提供します。最近、中国科学院蘭州化学物理研究所の材料表面界面研究グループは、コンピュータ支援設計（CAD）、自由な製造加工、デバイス成形における3Dプリント技術の利点を活用し、マルチマテリアル3Dプリントを使用して、磁性部品と非磁性部品のセグメント化された組み合わせで、曲げ、変形、物品の輸送などの機能を実現する組み立て不要のフレキシブルアクチュエータを構築しました。

研究者らは、磁性を有する柔軟な3Dプリント感光性樹脂の開発を基に、デジタル光処理（DLP）成形3Dプリンターを改良し、2つ以上の感光性樹脂を垂直方向に自由に切り替えることができるようにし、デュアル（マルチ）マテリアル3Dプリント技術を開発し、磁性部品と非磁性部品を含む駆動装置の組み立て不要のワンタイム成形を実現した。機械試験と SEM 分析により、磁性樹脂と非磁性樹脂の間に良好な結合があり、磁場によって効果的に駆動できることが証明されました。研究者らは概念実証として、この技術を使用して遠隔操作グリッパーを印刷し、掴む、運ぶ、放すなどの機能を検証した。このシンプルで汎用的なマルチマテリアル 3D プリント技術により、リモートコントロールリリースやフレキシブルロボットにおける 3D プリントの応用が大幅に拡大します。

この研究は最近、Adv. Mater. Interfaces (2017、DOI: 10.1002/admi.201700629) にオンラインで公開されました。関連研究は、国家自然科学基金、中国科学院の「西の光」人材育成プログラム、蘭州化学物理研究所の人材と「135」重点育成プロジェクトによって資金提供され、支援された。

さらに読む：「蘭州化学物理研究所、3Dプリントの高性能インク材料研究で進歩」

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出典：蘭州化学研究所

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