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微生物由来セルロースナノファイバーで構成された人にも環境にも優しいハイドロゲル
微生物発酵して得られる直径約50nmのセルロースナノファイバーと水のみで構成されるハイドロゲルです。私たちが食しているナタデ・ココと同様の製法で作られています。 保水性が高く、ハイドロゲルの1%に当たるセルロースで残り99%の水を保持しており、常温で長時間静置しても乾燥せず水分を保持した状態を維持することができます。 生体適合性が高く、人体に触れても害がありません。また、発酵のみで得られ化学処理を伴わずに生成できるため環境にも優しい材料です。
レーザー照射により、ゲルの可逆的な3D加工が可能
高分子架橋体の一つであるハイドロゲルは硬さや含水性が生体と類似していることから、生体模倣材料等の用途が期待されている。一方で柔軟性を有するがゆえに射出成型や延伸、切削等の一般的な加工法には適さず、型の内部で成形する方法や3Dプリンターを用いて成形する方法が考案されてきた。しかし、前者は型の作成コストや複雑形状への対応が 難しく、後者は印刷に長い時間がかかり、材料の選択が難しいという課題がある。 当該課題解決のために、発明者はゲル表面のレーザー照射により、切削した部位が溶媒で膨潤することによる、自発的な屈曲によって得られる成形方法を見出した。屈曲のトリガーは溶媒による膨潤のため、例えばハイドロゲルを用いれば、使用直前に給水させることで平面上の可搬形から目的に則した形に変形するといったことが可能である。また、本発明は水を溶媒とするダブルネットワークで最も効果があらわれるが、ゴム等のオルガノゲルでも同現象が確認できており、ゲルの種類を問わず適用できるものである。
