新材料の開発
スマートマテリアル（smart materials）はインテリジェントマテリアル（intelligent materials）または知能材料とも言われる材料で、周囲の環境変化や外部刺激に対応して材料自ら何らかの反応をする材料です。例えば光や磁場に反応して形状を変化させる材料や損傷を自己修復する材料等が研究されています。
本研究室では以下に紹介する特定周波数の音波に反応して動作するスマートマテリアルと特定波長の光に反応して動作するスマートマテリアルの研究を進めています。
音波で動作するスマートマテリアル
本研究室では３Dプリント技術を活用した周期構造の造形と周期構造の音波による共振現象を利用して周期構造全体を動作させることを目指しています。
これにより周期構造全体が音波で動作するスマートマテリアルとなります。
将来は特定周波数の音波で収縮する繊維状のスマートマテリアルや収縮や膨張、屈曲が可能な膜状のスマートマテリアル、さらに複雑な動作が可能な3次元的な形状のスマートマテリアルの実現につなげていきたいと考えています。このスマートマテリアルの特徴は、樹脂材料で作製できるため軽量にできる点、また動作するためのエネルギーを遠隔で供給できる点が挙げられます。
これらの特徴を活かして、空中に浮かせて動作するロボットや配管や圧力容器内で動作するロボット、また体内で分解可能な材料を用いれば体内で一定期間動作可能なロボットの実現が期待できます。
光で動作するスマートマテリアル
本研究室ではレーザ光等の特定波長の光を照射することで収縮を起こし、また光照射を止めれば復元するという動作を可能とするフィルム状のスマートマテリアルの開発を進めています。金ナノ粒子等の局在表面プラズモン共鳴による高効率な光熱変換とゴム材料のもつエントロピー弾性という性質を組み合わせることで光照射による収縮運動を実現します。
このスマートマテリアルもその特徴として、樹脂材料で作製できるため軽量にできる点、また動作するためのエネルギーを遠隔で供給できる点が挙げられます。
また光は音波よりも物体への透過性は低いですがレーザ光であればより遠距離で高効率なエネルギー供給が可能です。これらの特徴を活かして、空中や水中で動作するロボットやポンプ、バルブ等の実現が期待できます。
