4D Printing of Stimuli-Responsive Biocomposites by Controlling the Fiber/Resin Interface

• Project/Area Number: 25K07503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 境 英一 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (70581289)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): きゅう 建輝 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40244511)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 複合材料 / 4Dプリンティング / 界面

Outline of Research at the Start

「4Dプリンティング」は，3Dプリンティング後に温度や水分などの外部刺激を与え，時間とともに造形物を変形させる技術である．バイオコンポジットは，親水性の天然繊維を含むため，水分に応じて変形する「ハイグロモーフ」特性を示す．しかし，天然繊維強化バイオコンポジットの4Dプリンティングにおいて，繊維と樹脂の界面接着性が水応答特性に与える影響は十分に評価されていない．本研究では，界面相溶化技術を用いて界面接着性を制御した水応答性スマートバイオコンポジットを開発し，材料パラメータが変形に与える影響を明らかにすることで，4Dプリンティングの自在な変形制御を目指す．