生体修復・ロボット・資源回収に応用可能な3Dプリント材料を開発(3D-Printable Material Can Heal the Body, Build Better Robots and Recover Critical Minerals)

2026-07-23 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

米国テキサス大学オースティン校(UT Austin)の研究チームは、生体組織のように特定の分子やイオンを選択的に透過・分離できる3Dプリント可能な新材料を開発した。材料は、数十億個の微小な水滴を高密度に充填し、それぞれを薄い脂質膜で隔てた構造を持ち、細胞が集まって組織を形成する仕組みを模倣している。従来は小規模作製に限られていた人工組織様材料を、混合と遠心分離による簡便な工程で数分以内に大面積・高効率で製造できる点が特徴である。選択的な物質輸送機能を備えるため、創傷治療や組織工学などの医療用途に加え、柔軟ロボットの人工皮膚、さらにリチウムやコバルトなど重要鉱物の分離・回収、水処理膜など幅広い応用が期待される。生体の機能を工学材料へ取り入れることで、多用途な次世代機能材料の実用化につながる成果である。

生体修復・ロボット・資源回収に応用可能な3Dプリント材料を開発(3D-Printable Material Can Heal the Body, Build Better Robots and Recover Critical Minerals)
This 3D printed tissue mimics human tissue’s ability to sort and filter, allowing certain molecules to pass through while keeping others out. Credit: The University of Texas at Austin

<関連情報>

3Dプリント可能な生体組織模倣体としての、密集した相互接続二層エマルジョン Jammed interconnected bilayer emulsions as 3D-printable biological tissue mimics

Aida Fica,McKayla Torbett-Dougherty,Samuel West,Malika Rao,Raman Dhiman,Jun Wang,Yang Gao,Yu-Ming Tu,Harekrushna Behera,Claude Roc,Kyler Grogan,Alexandra Beaver,Chang Liu,Alexander Jui-An Lin,Brian Belardi,Benjamin K. Keitz,Robert J. Hickey,Zunlong Ke,Adrianne M. Rosales,Berkin Dortdivanlioglu,Stephen A. Sarles &Manish Kumar
Nature Materials  Published:17 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41563-026-02679-3

Abstract

Here we present jammed interconnected bilayer emulsions (JIBEs) as a class of tissue-like materials with macroscopic scalability, comprising billions of bilayer-separated aqueous compartments per millilitre. These materials mimic the organizational structure and properties of biological tissues. Our self-assembly method generates up to decilitre-scale volumes of JIBEs within minutes. The process is highly adaptable to a wide range of amphiphiles, including lipids and block copolymers, providing flexibility in tailoring JIBEs for diverse applications. The jammed architecture of JIBEs imparts unique properties, such as direct extrusion 3D printability into aqueous solutions. Their membrane-bound structure allows functionalization with nanochannels, enabling the material to adopt the properties of the incorporated channels. In this study, we demonstrate three key features of JIBEs using distinct ion channels: tunable conductance, selective transport and memristance. We propose that functionalized JIBEs could unlock a broad range of applications, including separations, energy storage, neuromorphic computing, tissue engineering, drug delivery and soft robotics.

0504高分子製品
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