科学者が3Dプリントを使ってプログラム可能なメタマテリアルを開発

この投稿は、Little Soft Bear によって 2016-8-2 16:43 に最後に編集されました。

決して擦り切れることなく、手袋のようにぴったりフィットする義肢を想像してみてください。イスラエルのテルアビブとオランダの科学者チームが、障害を持つ人々の生活を変えるだけでなく、ウェアラブル技術やソフトロボットの分野全体に革命を起こす可能性のある、プログラム可能なメタマテリアルを製造する方法を開発した。

「プログラム可能なロボット材料は、身体との適合が重要な義肢やウェアラブル技術での使用に最適です」とテルアビブ大学（TAU）機械工学部のヤイル・ショケフ博士は語った。「より複雑な構成要素を作成したり、他の材料で作成したりできれば、可能性は実に無限です。」

ヤイール・ショケフ博士の研究チームは、3D プリンターを使用してメタマテリアルの立方体を印刷することで、そのコンセプトを実証しました。特定のパターンを持つ 2 つの表面の間に圧縮すると、立方体の片面に笑顔が現れました。
コンピューターのモニター、コーヒーカップ、さらには猫など、一般的な物質は原子と分子で構成されていることはよく知られています。ショケフ氏は、物質の状態（固体、液体、気体など）と特性（導電性、硬度など）は化学組成によって決まると説明した。

メタマテリアルは、原子や分子よりも大きな基本単位で構成される、人間が設計した材料です。したがって、その状態と特性は、化学組成ではなく、基本単位の特性によって決まります。
「メタマテリアルは同じ基本材料（分子、原子）で作られていますが、メタマテリアルを構成する基本単位はより大きく、ナノメートル、マイクロメートル、さらにはミリメートルやセンチメートルで測定されることがよくあります。実際、私たちはこれらの単位で構成される構造を人工的に作成し、その特性は幾何学的構造によって決まります」とショケフ氏は説明した。
たとえば、通常のダイヤモンドは、原子スケール（10 のマイナス 10 乗メートル）で特定の構造に従って連続的に複製された炭素原子で構成されています。「メタマテリアルでは、物体はより大きなスケールで繰り返される幾何学的構造である」と彼は語った。

要点は次のとおりです。より大きな基本単位 (原子ではない) を使用して、より大規模な材料を設計すると、その「結晶」配置を制御する力が高まり、理論的には材料の物理的特性を制御できるようになります。これは、科学者が 3D プリントされたメタマテリアルのスマイリーフェイスのテストを実施している目的でもあります。

実験に使用されたメタマテリアルは、3次元パターンのある表面から一方向に圧縮されると、他の方向にプログラムされた3次元パターンの変形（凹みや突起）が生じるように特別にプログラムされていると理解されています。「一見普通の正方形でも、圧縮すると特定のパターンが現れます」とショケフ博士は言う。「このメタマテリアルでは、こうしたデザインは人間が行い、空間構造が材料の挙動を決定します。」

出典: 3D Printing Network 詳しい情報:
MIT 研究室が 3D プリントしたプログラム可能な自己組織化木材と炭素繊維南極クマの独占情報: アメリカの帰還者がプラスチックテクノロジーを設立し、クルミよりも硬い高性能 3D プリント材料を開発

科学者が3Dプリントを使ってプログラム可能なメタマテリアルを開発

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