2018 Fiscal Year Annual Research Report
Freeform fabrication of repairable hydrogel architectures
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17K18014
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
麻生 隆彬 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50548378)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ゲル / 粒子 / 接着 / 立体造形 / 修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子設計されたゲル粒子を接着制御しながら三次元的に組み立て、任意の化学組成を持つゲル材料を立体造形することを目的とした。ゲル粒子間の相互作用を制御することで、ハンドリングの良いペースト状前駆体を作製することが出来るため、溶液と比べて圧倒的に有利に階層構造の立体造形を実現可能である。今年度は、ゲル粒子の接着制御を基盤とする立体造形により、温度応答性アクチュエータを作製した。
昨年度にまでに作製したゲル粒子について、疎水性化することでゲル粒子に温度応答性を付与し、温度応答性ゲル粒子を作製した。温度応答性ゲル粒子は、非温度応答ゲル粒子と同様に電場印加によってゲル構造体を構築することが可能であった。温度応答性ゲル粒子から作製されたハイドロゲル構造体は、ゲル粒子のミクロなサイズ変化に伴って、マクロなサイズ変化をすることがわかった。通常、厚さ1 mm程度の温度応答性ゲルは、応答挙動が緩慢であるため、膨潤収縮に1時間程度の時間を要する。しかし、温度応答性ゲル粒子の三次元接着によって形成した構造体の応答挙動は、最小構成成分であるゲル粒子の粒径に依存するため、迅速な応答挙動を示した。
成形性の良いゲルペーストを前駆体として用いることで、塗布と接着により簡便に積層構造体を作製できた。温度応答性ゲル粒子ペーストを塗布し、その上に非温度応答性ゲル粒子ペーストを塗り重ねて電場印加し、長さ2 cm、厚さ1 mmの 二層構造ゲルを作製した。結果、温度に応答して迅速に湾曲する温度応答性アクチュエータを作製できることがわかった。さらに、簡便な接着プロセスによる立体造形は、複雑な形状変化を示すゲル構造体も作製可能であった。
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Research Products
(26 results)
