材料科学：再構成可能に構造設計された角柱状材料の合理的な設計

製造技術の進歩によって、これまでにない特性を持つ構造設計された材料が製作できるようになっている。そうした材料の大半は、固定された構造を特徴とするが、一部の材料の設計では、空間アーキテクチャーを再構成できる内部機構を組み込むことができ、そうした方法によって調整可能な機能性が得られる。今回我々は、スナポロジー折り紙（snapology origami）の技術を使って構築できる角柱構造の構造多様性や折り畳み性に着想を得て、剛性板と弾性ヒンジの周期的な集合体からなる三次元の再構成可能材料を作製する、多面体の空間充填テセレーションに基づくロバストな設計戦略について報告する。我々は、数値解析と物理的なプロトタイプを基に、設計した構造の可動性を系統的に調べて、定性的に異なる多様な変形と内部再配列を見いだした。その基礎となる原理がスケールに依存しないことを考えると、今回の戦略は、メートルスケールの変換可能なアーキテクチャーからナノメートルスケールの調整可能なフォトニック系まで、次世代の再構成可能な構造や材料の設計に適用できる。

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