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早稲田大学

光熱効果により高速で動く結晶の開発に成功 ~高速で屈曲する機構を世界で初めて解明~

2021年6月18日

取組概要

早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の小島 秀子招聘研究員と、理工学術院の朝日 透教授、長谷部 翔大同大学大学院先進理工学研究科2年(一貫制博士課程2年)、萩原 佑紀同大学大学院先進理工学研究科3年(一貫制博士課程3年)・日本学術振興会特別研究員(DC1)らの研究グループは、光熱効果によって高速で動く新たな結晶の開発と、結晶が高速で屈曲する機構の解明に世界で初めて成功しました。

成果

本研究において光熱効果によって高速で屈曲する新たな結晶の開発と、屈曲シミュレーションに世界で初めて成功しました。光熱効果は光を吸収するほとんど全ての結晶で起きるため、あらゆる結晶をあらゆる光で高速で動かせる可能性があります。更に、結晶のサイズや光の照射条件から屈曲挙動をシミュレーションできるようになったため、実際に測定しなくても、動きのデザイン・設計ができるようになりました。

従来の動く結晶の多くは光異性化※1に基づいていますが、光異性化はごく限られた結晶でしか起きない、厚い結晶は屈曲しない、動きが遅い、などの問題点がありました。今回の光熱効果を用いれば、ほとんどの結晶を高速で動かすことができると期待されます。また屈曲シミュレーションにより動きをデザイン・設計できるようになりました。将来的には、光熱効果で動く多種多様な結晶の開発のみならず、光で動くアクチュエータ※2、ソフトロボット※3への応用が期待されます。

※1 光異性化
ある分子が光を吸収して別の分子に変化すること。

※2 アクチュエータ
光や電気といった入力信号を動きに変換する素子。

※3 ソフトロボット
金属など固い材料を用いず、柔らかい材料のみからなるロボット。

関連リンク

https://www.waseda.jp/top/news/73226
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