FibeRobo は、熱に反応して変形した生地を生成する低コストの作動ファイバーです。

研究者らは、加熱すると収縮し、熱が放散すると元の形状に戻る低コストの繊維を開発した。変形可能な繊維は既存の繊維機械と互換性があり、センサーなどのハードウェアに依存しないため、さまざまな用途に使用できます。研究者らは、繊維製品に組み込むことができる変形可能な繊維の製造にしばらく取り組んできた。この繊維は、保温から航空機の詰め物まで、さまざまな目的に使用できる。しかし、多くのファイバーにはハードウェアが必要なため、研究室の外で使用するのは現実的ではありません。

今回、MITとノースイースタン大学の研究者らは、温度変化に応じて形状を変化させるFibeRoboと呼ばれる低コストの作動ファイバーを開発し、既存の繊維製造機械と互換性があるため、実世界への応用の可能性を秘めている。

「私たちはあらゆるものにテキスタイルを使用しています。繊維強化複合材料で飛行機を作り、国際宇宙ステーションを耐放射線性の布地で覆い、個人のスタイルやパフォーマンスに優れた衣服を表現するために布地を使用しています」と研究の筆頭著者であるジャック・フォーマン氏は述べた。 「私たちの環境にある非常に多くのものは適応性があり、応答性が高いですが、最も適応性と応答性が必要なもの、つまり繊維はまったく不活性です。」

一般的な繊維製造手順と互換性を持ちながら、静かに作動して形状を変化させることができる繊維を作成するために、研究者らは液晶エラストマー (LCE) に注目しました。液晶は、液体のように流れることができる一連の分子ですが、沈降すると結晶配列に固まります。

彼らは、これらの結晶構造を伸縮性エラストマーネットワークに統合しました。 LCE に熱が加えられると、結晶の配向が失われ、エラストマーが互いに引っ張られ、繊維が収縮します。熱が取り除かれると、分子は元の配列に戻ります。

加熱した LCE 樹脂をノズルからゆっくりと押し出し、紫外線で硬化させることで繊維が作られます。光は適切でなければなりません。光が少なすぎると、材料が分離して滴下する可能性があります。光が強すぎると、素材が固まってしまう可能性があります。その後、繊維をオイルに浸して滑らかなコーティングを施し、強力な紫外線で再度硬化させて、強くて滑らかな繊維を作ります。最後に、繊維は上部のスプールに集められ、繊維製造機に簡単に滑り込めるように粉末に浸されます。

「我々は多くのノブを回すことができる」とフォーマン氏は語った。 「このプロセスをゼロから開発するには多大な労力がかかりましたが、最終的には繊維を製造する際に大きな自由が得られました。」

化学合成からスプールの完成までの全プロセスには約 1 日かかり、約 1 キロメートル (0.6 マイル) のすぐに使用できるファイバーが製造されます。研究者らがFibeRoboと名付けたこの繊維の製造コストは1メートル（3.3フィート）あたり20セントで、市販の形状変化繊維よりも約60倍安い。曲げずに 40% 収縮する可能性がありますが、肌に安全なバージョンは 25% しか収縮しません。