MITは、外部刺激なしで自動的に変形できる3Dプリント構造という新しいブラックテクノロジーを考案しました。

変形可能な 3D プリント構造は、3D プリント研究の興味深い分野です。このタイプの構造の特徴は、事前のプログラミングによってある形から別の形に変えることができることですが、通常は熱、電気、水などの外部条件によって刺激される必要があります。しかし最近、Antarctic Bearは、アメリカの有名な大学であるマサチューセッツ工科大学（MIT）がこの状況を打破したことを知りました。同大学のコンピューターサイエンスおよび人工知能研究所（CSAIL）は、外部からの刺激がなくても自動的に変形できる新しい自己折りたたみ式3Dプリント構造を開発しました。プリントベッドから取り外すと、上に示すように、瞬時に別の形状に折りたたまれます。

面白いですよね？それで、質問は、原則とは何ですか? Antarctic Bear によれば、これは主に、これらの構造物の上層と下層の両方に新しい素材が使用されているためだという。この素材は、他の素材のように縮むのではなく、印刷されて硬化した後に伸びます。したがって、構造全体がプリントベッドから取り外されると、上層と下層がすぐに伸び、構造全体が変形してしまいます。印刷プロセス中に変形が発生しない主な理由は、構造の下面とプラットフォーム間の接着が十分に強力であるためです。

MIT チームによると、この新素材の興味深い特性は、主にその素材を構成する分子鎖に関係しているという。これらの分子鎖はすべてイソオクチルアクリレートモノマーで構成されていますが、長いものもあれば短いものもあります。印刷された材料の層が紫外線で硬化されると、長い鎖が連結して複雑なネットワークを形成します。 2 番目の印刷層が完了すると、その中の短い鎖がすでに固まっている 1 番目の層に浸透します。そこでは、短いチェーンと長いチェーンが張力を生み出し、それが、取り外された直後に構造が変形する根本的な理由です。

研究者らがこの構造の折り畳み角度を制御することに成功したことは特筆に値します。実験では、角度を設定し、構造物の 4 本の脚をより大きな角度に強制しました。しかし、外力がなくなると、角度はすぐに元のレベルに戻ります。

研究者たちは、この新素材の応用例として、複雑な3D構成のセンサー、ディスプレイ、アンテナの製造が考えられると考えています。もっと遠い将来には、3D プリントロボットにも使用されるようになるかもしれません。さらに、材料のメカニズムに関するさらなる研究は、他の用途にも役立つ可能性があります。たとえば、現在ポリマー材料で 3D プリントされているオブジェクトの多くは、硬化後に 1% ～ 3% 収縮しますが、新しい材料のまったく逆の伸縮特性により、この問題を解決できる可能性があります。

現在、MITチームはアメリカ化学会の学術誌「Applied Materials and Interfaces」に研究論文を発表しており、Antarctic Bearもそれを入手している。ご興味がございましたら、下の添付ファイルをクリックしてダウンロードし、ご自身でお読みください。

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