折り紙がヒント――光を使って2Dシートを3D構造に折りたたむ手法を考案

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米ノースカロライナ州立大学の研究者達は、平坦なシートを三次元の立体構造に折りたたむ手順をコントロールする方法を考案した。折り紙を折るように、各部を折り曲げる順番をリモートでコントロールできるという。

この方法では、先ず圧縮した平坦なプラスチックシートにインクジェットプリンタを使って太線を印刷、次にこれに赤外線などの熱線を当てる。線の印刷された部分は他の部分より多くのエネルギーを吸収、収縮してヒンジを形成して折れ曲がり、三次元形状へと変形する。印刷する線の太さ(すなわちヒンジの幅)を変えることにより、折り曲げ量と速さを変えることができるという。

さらに、印刷する線の色を変えることで吸収する波長が変わり、これによって折り曲げる順序をコントロールすることができる。例えば、ひとつの線を黄色で印刷し、もうひとつを青で印刷したとする。これに青い光を当てれば、青い線は青い光を反射して吸収しないため黄色い線の部分が先に曲がり、次に赤い光を当てれば青い線の部分が曲がる。また、波長によっては吸収の度合いが色毎に異なるので、ひとつの光だけで順番に折り曲げていくこともできるという。

この方法を使えば、離れた所から光を当てるだけで複雑な形状を作ることが可能だという。医療やエレクトロニクスなどの分野において、フラットなパッケージで出荷されたのち、クリーンルーム内で自ら組み上がるデバイスなどへの応用が考えられている。

関連リンク

Researchers Remotely Control Sequence in Which 2-D Sheets Fold Into 3-D Structures
Sequential Self-folding of Polymer Sheets

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