ソフトアクチュエータ用の超伸縮性磁気活性ソフトマテリアルアーキテクチャの 4D プリント

ソフトアクチュエータ用の超伸縮性磁気活性ソフトマテリアルアーキテクチャの 4D プリント
出典: EngineeringForLife

エラストマーベースのソフトアクチュエータは、ウェアラブルデバイス、生体模倣および生体模倣システム、人工筋肉、ソフトロボットなど、さまざまな用途で幅広い可能性を秘めています。磁性粒子とソフトマトリックスで構成される磁気活性ソフトマテリアル (MSM) は、ソフトアクチュエータを実現するためのスマートマテリアルとして登場しました。 4D プリンティングは、外部磁場下で形状を変形できる 3D 構造を含む、複雑な形状の MSM ソフトアクチュエータを製造するための効果的な方法です。


これを基に、韓国電子技術研究所の Seung Kwon Seol 氏と彼のチームは、シンプルな 4D 印刷戦略を使用して、ソフト アクチュエータ アプリケーション用の超伸縮性 (>1000%) MSM 3D アーキテクチャを生成しました。


要点:

(1)4D印刷戦略は、(i)室温でのNdFeBとスチレンイソプレンブロック共重合体(SIS)で構成されたMSM 3D構造の直接インク書き込み(DIW)、および(ii)折り紙にヒントを得た磁化方法を使用して印刷されたアーキテクチャの磁化プロファイルをプログラミングおよび再構成するという2つの連続したステップで構成されています。

(2)設計されたNdFeB−SIS複合インクを使用することで、印刷されたMSM構造の高い伸縮性(>1000%)が達成された。

(3)駆動磁場下で所望の形状に変形できる様々な形状のMSM 3D構造を作製することに成功した。

(4)2つの異なるソフトアクチュエータ(多指磁気ソフトクランプと導電機能と磁気機能を備えたソフト3D電気スイッチ)の応用例を示します。

要約すると、この研究戦略は、多機能、形状変化、再プログラム可能な磁気ソースデバイスを備えた高度なソフトアクチュエータアプリケーションを実現するための魅力的なアプローチを提案しています。

出典: https://doi.org/10.1021/acsami.3c12173


生物学

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