必要に応じて曲げたり、跳ね返ったり、エネルギーを吸収したりする新素材を開発(LLNL team develops new material that bends, bounces and absorbs energy on demand)

2025-08-07  ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)

ローレンス・リバモア国立研究所(LLNL)らの研究チームは、液晶エラストマー(LCE)を用いた、外部刺激に応じて形状や硬さを変え、衝撃を吸収できる新素材を開発した。3Dプリントで分子配向を制御した格子構造を形成し、加熱や光、力により自在な変形をプログラム可能にした。LCEは「軟らかい弾性」を持ち、分子配向が応力で変化することでエネルギーを吸収し、破損せず回復する。試験では高速衝撃下で同等のシリコーン構造より最大18倍のエネルギーを吸収。耐衝撃装備、航空宇宙部品、形状可変ロボットなど極限環境での応用が期待される。

必要に応じて曲げたり、跳ね返ったり、エネルギーを吸収したりする新素材を開発(LLNL team develops new material that bends, bounces and absorbs energy on demand)
Scientists at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) and their collaborators have created a new class of programmable soft materials that can absorb impacts like never before, while also changing shape when heated. (Photo: Julie Mancini)

<関連情報>

プログラム可能なエネルギー吸収機能を備えた液晶エラストマー格子 Architected Liquid Crystal Elastomer Lattices with Programmable Energy Absorption

Rodrigo Telles, Julie A. Mancini, Jorge-Luis Barrera, Marlini Simoes, Dominique H. Porcincula, Adam Bischoff, Devin J. Roach, Samuel C. Leguizamon, Elaine Lee, Caitlyn C. Cook, Jennifer A. Lewis
Advanced Materials  Published: 23 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202420048

Abstract

Architected LCE lattices are fabricated with flow-induced alignment via direct ink writing and systematically characterized their shape morphing, stiffness, and energy absorption behavior across strain rates spanning six orders of magnitude from 10−3 to 103 s−1. It is shown that architected liquid crystal elastomer (LCE) lattices exhibit superior energy absorption compared to their non-mesogenic (silicone) counterparts. Importantly, the LCE-to-silicone energy absorption ratios are up to 18-fold higher at the highest strain rate tested. A finite element model that captures their shape-morphing response is developed, which exhibits excellent agreement with the experimental observations. The work opens new avenues for designing and fabricating LCE lattices with programmable alignment, shape morphing, and mechanics.

0504高分子製品
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました