国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）は2024年4月25日、東京農工大学がハイドロゲルとして知られる柔らかくて伸張性のある材料に、精巧な構造を作り込む新しい手法を開発し、2024年4月2日に『Science and Technology of Advanced Materials（STAM）』誌でオンライン公開されたと発表した。「切り紙」のように同一のパターンを刻み込む手法で、ハイドロゲル応用の可能性を広げる技術として期待される。
親水性の分子ネットワークを持つハイドロゲルは、大量の水を含んだ状態（膨潤状態）にある。同大学の研究グループは、セルロースのナノファイバーで構成された乾燥フィルムにあらかじめ設計したパターンをレーザーで刻み込んだ後、そのフィルムに水を加えて膨潤させると、長手方向に引き伸ばしたときに横幅も広がる「オークセティック」と呼ばれる特性によって、ハイドロゲルに切り紙のような複雑なパターンを形成できることを確認した。このオークセティック機構は引張と圧縮の変形を多数回繰り返しても維持される。
このキリガミハイドロゲルを形成する手法を使えば、柔らかなスイッチやセンサー部品に応用できる可能性がある。また、ハイドロゲルは動きや成長に柔軟に適応できる材料として、組織工学や創傷被覆材、薬物送達システム（DDS）など医療分野への応用も検討されている。
研究グループでは「開発した二次元のオークセティックな特性は、シート構造が膨潤し、厚みが充分になった三次元的な状態で現れる。一定の含水状態で保管するより、使用前は乾燥状態で保存するほうが便利だろう」としている。
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最先端材料科学研究：セルロースフィルムを「切り紙」ハイドロゲルに | NIMSのプレスリリース | 共同通信PRワイヤー
Full article: Adaptive plasticity of auxetic Kirigami hydrogel fabricated from anisotropic swelling of cellulose nanofiber film
