最先端材料科学研究:セルロースフィルムを「切り紙」ハイドロゲルに
2024年4月25日
Science and Technology of Advanced Materials
【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202404249933-O1-8m9NOprj】
東京農工大学の研究者らが、ハイドロゲルとして知られる柔らかくて伸張性のある材料に、精巧な構造を作り込む新しい手法を開発した。膨潤前の薄膜にパターンを切り込むことにより、膨潤後に複雑なキリガミ ハイドロゲル構造を形成させる。この研究は、「キリガミ ハイドロゲル」と呼ばれる新しい領域を拡大するものだ。この成果は、Science and Technology of Advanced Materials (STAM) 誌に掲載された。
親水性の分子ネットワークを持つハイドロゲルは、大量の水を含んだ状態(膨潤状態)にある。中川大輔氏と花崎逸雄氏は、膨潤前の,セルロース(植物細胞壁の大部分をなす天然素材)のナノファイバーで構成された乾燥フィルムにあらかじめ設計したパターンをレーザーで刻み込んだ。加工したフィルムに水を加えて膨潤させると、長手方向に引き伸ばしたときに横幅も広がる「オークセティック」と呼ばれる特性を示す。
「“切り紙”は、元々は文字通り“紙を切ることで作られたデザイン”のことだったので、一般的には薄いシートが用いられます。一方、私たちが開発した二次元のオークセティックな特性は、シート構造が膨潤し、厚みが充分になった三次元的な状態で現れます。また、一定の含水状態で保管するより、使用前は乾燥状態で保存するほうが便利でしょう。」と花崎氏は言う。「このオークセティック機構は引張と圧縮の変形を多数回繰り返しても維持されます。これは、しなやかな知的材料の設計において重要な要素となるでしょう。」
この適応性ハイドロゲルの応用例としては、たとえば,ロボット技術のソフトコンポーネントが考えられる。これにより、操作対象との相互作用が柔軟になる。やわらかいスイッチやセンサー部品にも応用できる可能性がある。また、ハイドロゲルは動きや成長に柔軟に適応できる材料として、組織工学、創傷被覆材、薬物送達システム(DDS)などの医療分野への応用も検討されている。今回、東京農工大学のチームが開発したキリガミ ハイドロゲルは、将来のハイドロゲル応用の選択肢を大幅に広げるものとなるだろう。
「設計した特性を維持しながら周囲環境への適応性を発揮することは、材料の多機能化にも有効です。」と花崎氏は締めくくった。
論文情報
タイトル:Adaptive plasticity of auxetic Kirigami hydrogel fabricated from anisotropic swelling of cellulose nanofiber film
著者:Daisuke Nakagawa &Itsuo Hanasaki*
*Institute of Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology, Naka-cho 2-24-16, Koganei-shi, Tokyo 184-8588, Japan (E-mail: hanasaki[at]cc.tuat.ac.jp)
引用:Science and Technology of Advanced Materials: Methods Vol. 25 (2024) 2331959
最終版公開日:2024年4月2日
本誌リンク https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959(オープンアクセス)
Science and Technology of Advanced Materials誌は、国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)とEmpaが支援するオープンアクセスジャーナルです。
中尾彬さん「志乃さんとお話をしながら、すぅーっと旅立たれた」所属事務所社長が最期の様子語る
黒沢かずこトラウマ告白 「ひな壇」でしゃべれなくなったのはある男性芸人のせい
新山千春、不妊治療の発信決意した理由「わたしには後悔があるからです!!」
中尾彬さん…いじってツッコんでニコって笑う 大阪・MBSが追悼
へずまりゅう”SNS引退後”の仕事明かす「SNSは夢のない業界です」
森香澄、自分の「足はくさい」けど口臭キツイ男性は「本当に無理、これはダメ」
NHK山名メディア総局長、中尾彬さんしのぶ「多才な方」「いろんな知見を生かしたコメント」
小高恵美、中尾彬さん悼む「ゴジラ」シリーズで共演 助言に「魅せる演技を教えていただきました」
長野智子、同じ事務所の中尾彬さん悼む「ゴールデンウィークまで普通にお元気で」
中尾彬さんオリジナル麦焼酎「中尾AKIRA」ラベルには直筆で「中尾」 鹿児島の田苑酒造
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
俳優の中尾彬さんが死去、81歳 幅広く活躍 トレードマークは「ねじねじ」 妻は池波志乃
中尾彬さん「突然」心不全で死去 数年前から終活 “ねじねじ”大量に捨てられ嘆きも
吉住、なぜかR-1グランプリの大爆笑ネタが炎上させられてしまう事態に
マツコが通販番組「30分オペレーター増員」仕組み激白も「言わない方がよかった、夢打ち砕く」
「転生したらグラビアアイドルだった」アンゴラ村長写真集が爆売れ 童顔笑顔に「神かわちい」
北大病院医師を逮捕 女子中学生への不同意性交等の容疑で
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
ガーシー、またも綾野剛の暴露写真でネット歓喜「この写真見て笑っちゃう」
完全にダマされた! 『ラヴィット!』あのちゃん“事故レベル”大暴走は『水ダウ』遠隔操作のしわざだった ネットも納得
大谷翔平が不運な判定で2度見逃し三振 「えん罪退場」で話題の球審は引き揚げる大谷にブチギレ
中尾彬さん「志乃さんとお話をしながら、すぅーっと旅立たれた」所属事務所社長が最期の様子語る
黒沢かずこトラウマ告白 「ひな壇」でしゃべれなくなったのはある男性芸人のせい
新山千春、不妊治療の発信決意した理由「わたしには後悔があるからです!!」
中尾彬さん…いじってツッコんでニコって笑う 大阪・MBSが追悼
へずまりゅう”SNS引退後”の仕事明かす「SNSは夢のない業界です」
森香澄、自分の「足はくさい」けど口臭キツイ男性は「本当に無理、これはダメ」
NHK山名メディア総局長、中尾彬さんしのぶ「多才な方」「いろんな知見を生かしたコメント」
小高恵美、中尾彬さん悼む「ゴジラ」シリーズで共演 助言に「魅せる演技を教えていただきました」
長野智子、同じ事務所の中尾彬さん悼む「ゴールデンウィークまで普通にお元気で」
中尾彬さんオリジナル麦焼酎「中尾AKIRA」ラベルには直筆で「中尾」 鹿児島の田苑酒造