顕微鏡で見ると、それぞれが砂粒よりも小さいロリポップのような構造の花束が、液体の入ったペトリ皿の中で優しくはためいています。科学者が皿の上で小さな磁石を振ると、突然、ハエトリグサの顎のようにそれらがパチンとくっつきます。かつては小さな受動的構造の集合体であったものが、即座に能動的なロボットグリッパーになりました。 このスティックホルダーは、MITの技術者と、スイスのエコール・ポリテクニック・フェデラーレ・ド・ローザンヌ（EPFL）およびシンシナティ大学の共同研究者によって開発された、新しいタイプの軟磁性ヒドロゲルのデモンストレーションの1つです。今日のジャーナルに掲載された研究では 材料MITチームは、ゲルを印刷して製造する新しい方法を報告し、ゲルを磁気的に作動する複雑な三次元構造に変えることができる。 この新しいゲルは、ロボットや、柔らかく、微細な磁気応答性材料の基礎となる可能性がある。このようなマグノボットは、外部磁石の指示により薬物を放出したり、生検材料を採取したりするなど、医療に使用できる可能性があります。 磁石を使って物体を動かすことは、少なくともマクロスケールでは新しいことではありません。たとえば、冷蔵庫の磁石をペーパー クリップの束の上で振ると、磁石がそれに反応して追従します。そして、マイクロスケールでは、科学者たちはさまざまな磁性「マイクロスイマー」を設計しました。これは、磁石によって遠隔から方向を変えて狭い空間を通過できる、ミリメートル未満のコンポーネントです。ほとんどの場合、これらのデザインは、磁性粒子を印刷可能な樹脂に混合し、スイマー全体を外部磁石に向かって引き寄せることによって機能します。 対照的に、MIT チームの新しい材料は、ミクロンスケールの精度でさらに複雑で変形可能な構造を作ることができます。これらの機能により、磁気ミリボットは個々の機能を移動し、より複雑な操作を実行できるようになります。 「同じ微細構造内で複雑な方法で移動および変形できるコンポーネントを備えた、柔らかく複雑な 3D アーキテクチャを作成できるようになりました」と研究著者であり、MIT 機械工学担当ロバート N. ノイズのカルロス・ポルテラ氏は述べています。 「柔らかい顕微鏡ロボットや刺激に反応する材料にとって、これは革新的な機能となる可能性があります。」 MITの研究の共著者には、大学院生のレイチェル・サン氏とアンドリュー・チェン氏に加え、EPFLのイーミン・ジー氏とダリル・イー氏、シンシナティ大学のエリック・スチュワート氏も含まれる。 あっという間に MIT では、ポーテラ氏のグループが新しいメタマテリアル、つまり通常を超えた材料特性をもたらすユニークな微細構造で設計された材料の開発を行っています。 Portal は、音を操作し、激しい衝撃に耐えることができる、非常に丈夫で伸縮性のあるアーキテクチャやデザインなど、さまざまなメタマテリアルを作成してきました。 最近では、特定の化学物質、光、電場や磁場などの刺激に応じて特性を変えるように設計できる「プログラム可能な」材料の研究を拡大しています。 スタッフの視点から見ると、磁気刺激は他よりも際立っています。 「磁性反応物質を使用すると、遠隔制御が可能になり、応答が即座に得られます」と筆頭著者のアンドリュー・チェン氏は言います。 「遅い化学反応や物理的プロセスを待つ必要がなく、材料に触れずに操作することができます。」 […]