クリーンエネルギーのための3Dプリント材料設計(Researchers Design 3D-Printed Materials for Clean Energy)

2026-03-03 スタンフォード大学

スタンフォード大学の研究チームは、核融合炉のエネルギー効率向上に向けて3Dプリンティング技術を活用した新しい構造設計を提案した。研究では、核融合装置内部で使用される部品を金属3Dプリンティングで製造し、従来の製造方法では困難だった複雑な冷却構造や流路を実現した。これにより、プラズマによって生じる高温を効率的に除去し、装置の熱管理性能を高めることが可能になる。実験およびシミュレーションでは、3Dプリント構造が熱伝達や冷却性能を改善し、核融合炉の運転効率向上に寄与する可能性が示された。研究者は、この技術が将来の核融合発電システムの実用化に向けた設計自由度の拡大とコスト削減に貢献すると期待している。

<関連情報>

ロールツーロール方式による形状特異的粒子の高解像度3Dプリント Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles

Jason M. Kronenfeld,Lukas Rother,Max A. Saccone,Maria T. Dulay & Joseph M. DeSimone
Nature  Published:13 March 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07061-4

クリーンエネルギーのための3Dプリント材料設計(Researchers Design 3D-Printed Materials for Clean Energy)

Abstract

Particle fabrication has attracted recent attention owing to its diverse applications in bioengineering1,2, drug and vaccine delivery3,4,5, microfluidics6,7, granular systems8,9, self-assembly5,10,11, microelectronics12,13 and abrasives14. Herein we introduce a scalable, high-resolution, 3D printing technique for the fabrication of shape-specific particles based on roll-to-roll continuous liquid interface production (r2rCLIP). We demonstrate r2rCLIP using single-digit, micron-resolution optics in combination with a continuous roll of film (in lieu of a static platform), enabling the rapidly permutable fabrication and harvesting of shape-specific particles from a variety of materials and with complex geometries, including geometries not possible to achieve with advanced mould-based techniques. We demonstrate r2rCLIP production of mouldable and non-mouldable shapes with voxel sizes as small as 2.0 × 2.0 µm2 in the print plane and 1.1 ± 0.3 µm unsupported thickness, at speeds of up to 1,000,000 particles per day. Such microscopic particles with permutable, intricate designs enable direct integration within biomedical, analytical and advanced materials applications.

2001原子炉システムの設計及び建設
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