西安交通大学科学研究チーム：研究成果連続繊維複合材料4 D印刷に新たな進展

 

西安交通大学の科学研究チームは液晶エラストマーの可逆熱歪変形能力を利用して、連続繊維材料の優れた力学性能と結合して、連続繊維に基づいて液晶エラストマーを強化する直写4 D印刷方法を提案し、液晶エラストマー複合材料内部に埋め込まれた連続繊維は顕著な力学性能の増強及び曲げ変形効果の実現の役割を果たした。この研究成果は最近、「自然-通信」に発表された。

4 D印刷構造は外部刺激の下でプログラム可能な形状と性能変化を発生することができ、そのため航空宇宙、ソフトウェアロボット、生物医療などの分野で広範な応用の見通しがある。しかし、現在の4 D印刷構造は通常、大変形能力と力学的負荷能力を両立することができず、多機能融合を実現することができない。

新しい印刷方法では、複合材料内部の繊維の位置を調整することにより、印刷構造の制御可能な担持特性と変形形態を実現することができる。このように印刷された液晶複合材料は、自己重量2805倍の荷重に耐え、150℃で0.33を実現することができるmm-1の曲げ曲率。この技術を利用して、支持能力と変形能力を持つ複合材料トラス構造を製造することができ、伝統的な4 D印刷構造の力学的支持性能が悪い難題を解決することができる。