伸縮自在なシリコンを水槽の中に出力する「液体3Dプリンター」をあのBMWとMITが共同開発

2018年12月16日

カテゴリ:
技術

1: 2018/12/03(月) 14:32:26.78 ID:CAP_USER

自動車メーカー・BMWのデザイン部と、マサチューセッツ工科大学(MIT)のSelf Assembly Lab(自己組織研究所)が「液体状のシリコンをゲル内に注入して好きな形に出力できる3Dプリント技術」を共同開発したと発表しています。従来の3Dプリンターは平坦な層の上にサポート材を使いながら樹脂を重ねていきますが、新型の液体3Dプリンターでは支えがいらず、自由な形を爆速で出力することが可能とのことです。

Large-Scale Rapid Liquid Printing | 3D Printing and Additive Manufacturing
https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/3dp.2017.0037

Liquid to Air: Pneumatic Objects — Self-Assembly Lab
https://selfassemblylab.mit.edu/new-gallery-1/

Liquid Printed Pneumatics — Self-Assembly Lab
https://selfassemblylab.mit.edu/liquid-printed-pneumatics/

実際に液体3Dプリンターで出力する様子や、出力したシリコン部品を膨張させる様子は、以下のサイトにあるムービーで確認できます。

Liquid Printed Pneumatics — Self-Assembly Lab

ロボットアームがシリコンインクを注入する針を、粒状のゲルで満たされた水槽の中に差し込みます。粒状ゲルは流体のシリコンインクを支えるだけでなく、シリコンを硬化させる役割もあるとのこと。

針の先からシリコンが絞り出され、みるみるうちに水槽の中にポンプ状の部品が形成されていきます。新しい液体3Dプリンターの出力は非常に早く、大きさにもよりますが、すべての出力にかかる時間はおよそ数分とのこと。

あっという間に部品の内部に空気圧を送ると縦に伸縮するポンプの完成。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/03/liquid-printed-pneumatics/00_m.png
https://i.gzn.jp/img/2018/12/03/liquid-printed-pneumatics/00_m.png

■動画
MIT's 3D-printed inflatables could shape the interiors of the car of future https://youtu.be/fBSSyXU2hmE

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181203-liquid-printed-pneumatics/

引用元: ・伸縮自在なシリコンを水槽の中に出力する「液体3Dプリンター」をあのBMWとMITが共同開発［12/03］

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ゼリーは小さいほど硬くなることを発見

2018年03月30日

カテゴリ:
科学

1: 2018/03/16(金) 21:41:48.16 ID:CAP_USER

東京農工大学は、細胞の様な鋳型を用いて1/100mmスケールのミクロなゼリー球を作製し、そのゼリー球の硬さを測ることにより、ゲル化させる際の鋳型のサイズによってゼリーの硬さが大きく変化することを発見したと発表した。

同研究は、東京農工大学大学院工学研究院先端物理工学部門の柳澤実穂テニュアトラック特任准教授、大学院生の酒井淳氏、村山能宏准教授、慶應義塾大学理工学部生命情報学科の藤原慶専任講師、九州大学先導物質化学研究所の木戸秋悟教授らの研究グループによるもので、同研究成果は、3月15日付でアメリカ化学会誌「ACS Central Science」オンライン版に掲載された。

ゼラチンからなるミクロなゼリー(以下、ミクロゲル)は、食品や化粧品、医薬品など、日用品には欠かせない物となっている。それらの食感や質感、強度などの機能を強く支配する力学的性質は、ミクロゲルが分散した水溶液や大きなゲルに対してはよく知られているものの、ひとつのミクロゲルが示す力学的性質は測定が困難で、詳細な解析が渇望されていた。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180316-601028/images/001l.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180316-601028/images/002l.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180316-601028/

引用元: ・【化学】ゼリーは小さいほど硬くなることを発見

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卵白＋薬剤＝重さ２２０キロに耐えた　新素材を開発

2018年02月02日

カテゴリ:
資源・材料

1: 2018/01/12(金) 19:52:23.94 ID:CAP_USER

鶏卵の白身に薬剤を加えて加熱すると、約２２０キロの重さでも押しつぶされないゲル状の新素材ができたと東京工業大などの研究チームが発表した。
医療の分野などで使われている従来の素材と同等の強度があるという。
成果は科学誌「ＮＰＧ・アジア・マテリアルズ」に掲載された。

　研究チームは、卵白に水と独自に開発した界面活性剤も加えて混ぜると、卵のたんぱく質が凝縮した。
さらに、凝縮したたんぱく質を加熱してゲル状の新素材をつくった。

　この新素材の８０％は水でできている。
直径９ミリの筒状にして強度を調べたところ、約２２０キロの重さまで変形しつつも押しつぶされなかった。

続きはソースで

画像：卵白に界面活性剤を加えて作った直径９ミリの新素材（左）、２２４キロの重みを加えたところで押しつぶされた（右）
http://www.asahicom.jp/articles/images/AS20180111003921_commL.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASL1C3F56L1CULBJ002.html

引用元: ・【化学】卵白＋薬剤＝重さ２２０キロに耐えた　新素材を開発

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【東大】アメーバのように変化する物質の合成に成功 SF映画のようなソフトマシン開発の手がかりに

2017年11月06日

カテゴリ:
通信・IT
技術

1: 2017/11/03(金) 16:20:26.25 ID:CAP_USER

SF映画で見る、生き物のようなソフトマシン開発の重要な手がかりに

東京大学大学院工学系研究科の吉田亮教授と小野田実真大学院生らの研究グループは、流動性を大きく振動させながらひとりでに液体（ゾル）になったり擬固体（ゲル）になったりする、アメーバのような液体の創製に世界で初めて成功しました。
将来的には、アメーバの運動機構をはじめ、生命の自律性を考察する糸口になるとともに、生き物のようにしなやかな動きをみせる、SF映画で描かれてきたような、ソフトマシンの実現につながると期待されます。

生体内で営まれる多様な生命現象は、様々な物質が複雑に相互作用を及ぼし合うことで実現されています。
例えば、アメーバの体内では、アクチンと呼ばれる生体高分子が集合と分散を自ら繰り返し、流動性を絶えず変化させることで運動しています。
このアクチンによるゾル-ゲル振動は、アメーバ運動のみならず癌細胞の転移や免疫細胞の発生、細胞分裂、傷の修復などにも重要です。
しかし、こうした自律挙動の人工再現に成功した例は、その困難さのため、今までほとんど報告されていませんでした。

これに対し、今回研究グループは、人工的に合成された高分子が集合と分散を自ら繰り返す仕組みを考案し、外部から電気・熱・光などを一切加えることなく、ひとりでにゾル-ゲル振動するアメーバのような高分子溶液の創製に初めて成功しました。

ゾル-ゲル振動の実現にあたっては、ベロウソフ・ジャボチンスキー反応（BZ反応）と呼ばれる化学振動反応を引き起こす仕組みを、ABC型トリブロック共重合体と呼ばれる、特殊な分子配列を持つ高分子に組み込んだことが重要な働きをしました。
生体のエネルギー代謝反応のモデルとしても知られるBZ反応は、金属錯体の酸化還元状態が周期的に振動する反応です。

続きはソースで

ゾル-ゲル振動するアメーバのような新物質のイメージ図
http://www.u-tokyo.ac.jp/content/400069342.jpg

東京大学
http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/amoeba-like-oscillating-materials-synthesized-in-lab.html

引用元: ・【東大】アメーバのように変化する物質の合成に成功 SF映画のようなソフトマシン開発の手がかりに

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ゾル-ゲル変化を自ら繰り返す　アメーバのような液体の人工合成に世界で初めて成功/東京大、物質・材料研究機構

2017年08月10日

カテゴリ:
科学
資源・材料

1: 2017/07/31(月) 23:21:01.67 ID:CAP_USER

ゾル-ゲル変化を自ら繰り返す、アメーバのような新物質を人工的に合成
- SF映画のように自律性を持って動く新たなソフトマシン開発の重要な手がかりに -
2017.07.13

東京大学
国立研究開発法人物質・材料研究機構

東京大学とNIMSの研究チームは、流動性の変化をひとりでに繰り返す、アメーバのような液体の人工合成に世界で初めて成功しました。

概要

生き物らしい「ソフトでしなやかな動き」は、ナノメートルオーダーの要素が複雑に相互作用を及ぼし合うことで実現されています。しかし、こうした自律挙動を人工的に再現するのは極めて難しく、これまでほとんど報告はありませんでした。今回、東京大学大学院工学系研究科の小野田実真大学院生、玉手亮多研究員、吉田亮教授、物質・材料研究機構の上木岳士主任研究員、東京大学物性研究所の柴山充弘教授らの共同研究グループは・・・

続きはソースで

本研究成果は、2017年7月13日に「Nature Communications」 (オンライン速報版) で公開されます。

▽引用元：国立研究開発法人物質・材料研究機構
http://www.nims.go.jp/news/press/2017/07/201707131.html

プレスリリース中の図4 : 高分子溶液がゾル-ゲル振動する様子の直接観測
(a)溶液の流動性が明確に変化し、ゲル状態 (0秒、56秒、109秒、162秒) では液体は固まってゲルになっているが、ゾル状態 (24秒、80秒、140秒、197秒) では流動性がある。
(b)この溶液を管の中に入れ、傾けて静置すると、ゾル-ゲル振動にあわせて溶液が動いたり止まったりする様子が観測された。
http://www.nims.go.jp/news/press/2017/07/hdfqf1000008yy1d-img/img_201707131.jpg

▽プレスリリース詳細(PDF) - pdf:451KB
http://www.nims.go.jp/news/press/2017/07/hdfqf1000008yy1d-att/p201707131.pdf

※画像はイメージで本文と関係ありません

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世界で初めて長期埋め込み可能な人工硝子体を開発　新たな分子設計により含水率の高い高分子ゲル材料で作製/筑波大など

2017年03月13日

カテゴリ:
医学・医療
資源・材料

1: 2017/03/11(土) 00:23:27.83 ID:CAP_USER

世界で初めて長期埋め込み可能な人工硝子体を開発

東京大学大学院工学系研究科の酒井崇匡准教授（バイオエンジニアリング専攻）と筑波大学医学医療系の岡本史樹講師（眼科学）は、ＪＳＴ課題達成型基礎研究（さきがけ）の一環として行った共同研究により、長期埋め込み可能な人工の硝子体の開発に世界で初めて成功しました。

網膜のさまざまな疾患に対して行われる硝子体手術では、硝子体置換材料が必須です。
従来の材料であるガスやシリコンオイルなどは疎水性であるため生体適合性が低く、長期の使用には適さないことから、長期的かつ安全に置換可能な人工硝子体材料の開発が望まれていました。

また、眼の透明組織としては、水晶体と角膜は人工物が開発されていましたが，人工硝子体は未だ開発されていませんでした。

本研究グループは、新たな分子設計により、生体内に直接注入可能な、含水率のきわめて高い高分子ゲル材料を作製し、人工硝子体として有用であるという結果を得ました。

今後、網膜疾患を含む眼科系疾患の治療に役立つことが期待されます。
将来的には、癒着防止剤、止血剤、再生医療用足場材料等への応用も期待されます。

続きはソースで

▽引用元：筑波大学　2017/03/10
http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201703101400.html

図　ウサギを用いた動物モデルにおいて、硝子体を切除した後に本ゲルを眼内に充填し、1年以上にわたる安全性を確認した。
充填後、既存のゲルでは眼内が混濁するが、新たなゲルは透明のまま。
http://www.tsukuba.ac.jp/wp-content/uploads/170310-1.png