膨張可能な空気圧セルを備えた薄いパネルにより、平らな構造を任意の方法で曲げることができます

2023年8月28日レポート

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

査読済みの出版物

信頼できる情報源

校正する

Bob Yirka著、Tech Explore

ソルボンヌ大学の材料科学者 3 人は、しわを寄せたり切断したりせずに、曲面の 3D オブジェクトに変形できるタイプの薄いパネルを作成する新しいアプローチを開発しました。 サイエンス誌に報告された彼らの研究では、Tian Gao、José Bico、Benoit Roman は植物の葉と花びらの変形に触発され、新しい用途に使用するための同様の素材を作成しました。

これまでのエンジニアリングの取り組みにより、最初に平らな材料片から開始することで三次元製品を製造できることが示されています。 そうする理由は通常、輸送を容易にするためです。 たとえば、段ボール箱を平らにすると、スペースが大幅に減ります。 ロボット技術者は、宇宙に探査機を送り込もうとしている科学者と同様に、そのような材料の有用性を発見しています。 しかし、こうした資料を作成するには大きなハードルを越えなければなりません。

たとえば、地球の平らな地図を見ると、大陸が歪んで見えます。これは、大陸が球体から平らになっているためです。 研究者らが指摘しているように、平らな物体から三次元の製品を鍛造しようとすると、通常、しわを付けたり、切断したりする必要がある。 彼らは、植物内で水疱状細胞がどのように機能するかの観察から始まった新しいアプローチでこの問題を克服しようとしました。

一例として、トウモロコシの葉は気象条件に応じて開閉できます。これは、液体の圧力を使用して水疱状細胞を膨張させることによって行われます。 この能力を加工材料で再現するために、チームはガウス セルに基づいた形状モーフィング構造と呼ばれるものを作成しました。

モデルを作成するために、チームはフラット パネル内に膨張可能な台形チャネルを 3D プリントしました。 次に、それを 2 層の気密材料の間に挟みました。 サンドイッチの中央部分に空気が送り込まれると、上下の平らな表面が押し広げられて、独特のガウス曲率を持つ新しい形状になります。 台形のサイズと形状を変更することで、研究者らは形成できる 3D 形状を変更することができました。

詳しくは： Tian Gao 他、絶対ガウス モーフィングに向けた空気圧セル、サイエンス (2023)。 DOI: 10.1126/science.adi2997

© 2023 サイエンス X ネットワーク