「しわ」は欠陥ではない:再構成可能な二安定インフレータブル構造を実現(When Crumples Aren’t Flaws)

2026-08-27 ハーバード大学

ハーバード大学工学・応用科学スクールの研究チームは、薄膜や柔らかな材料に生じる「しわ」や「折れ目(crumples)」を、単なる製造上の欠陥ではなく、材料の機能を積極的に高める構造として利用できることを示した。研究では、薄い弾性材料が圧縮される際に形成される複雑な折り畳み構造に着目し、その幾何学的特徴と力学的挙動を解析した。こうした構造は材料の変形性や機械的応答を調整でき、平坦な材料にはない特性を生み出す可能性がある。研究成果は、柔軟な電子デバイス、伸縮可能な材料、ソフトロボット、機械的メタマテリアルなど、変形を前提とする技術への応用につながると期待される。従来なら避けるべき「しわ」を設計要素として捉え直すことで、材料の耐久性や柔軟性、エネルギー吸収特性などを制御する新しい材料設計の考え方を提示した研究である。

「しわ」は欠陥ではない:再構成可能な二安定インフレータブル構造を実現(When Crumples Aren’t Flaws)

<関連情報>

制御された表面の潰れによる再構成可能なインフレータブル Reconfigurable Inflatables Through Controlled Surface Crumpling

Yi Yang, Hye Jun Youn, Leon Kamp, Renate Sachse, Wenjie Li, Jose Vidal, Jin Feng, Martin Bechthold, Katia Bertoldi
Advanced Science  Published: 30 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202600074

ABSTRACT

Inflatable structures offer remarkable versatility due to their compact storage and rapid deployment, making them ideal for lightweight, quickly assembled, and deployable applications. These structures are typically made from membranes that are nearly inextensible yet highly flexible. Upon inflation, the membranes avoid energy-intensive stretching and instead deform primarily through bending, which results in the formation of localized surface crumples. While previous studies have largely focused on understanding the mechanics of crumple formation, here we take a different approach: we investigate how these surface crumples — traditionally viewed as a failure mode — can be harnessed to enable functionality. Specifically, we show how they can be used to design reconfigurable structures across scales and to develop advanced impact-mitigation systems.

0102材料力学
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