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常識を覆す?引っ張ると縮む構造の開発に成功 / Credit:AMOLF
technology

”引っ張ると「縮む」構造”が開発される (2/2)

2025.05.20 11:30:48 Tuesday

前ページ引っ張ると縮む構造「カウンタースナッピング」

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力が加わっていくと「急に短くなる」構造の応用例

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バケツに水を注いでいくと、ある時点で、パチンと縮む / Credit:AMOLF

研究チームはこのカウンタースナッピング構造に、水を入れたバケツを吊るして実験しました。

水が少しずつ注がれると、バケツの重さがじわじわと増していきます。

はじめは構造も穏やかに引き伸ばされ、何の変化も起こらないように見えます。

しかし、ある瞬間を境に突然、構造が「パチン!」と縮んで、吊り下げていたバケツが跳ね上がるように持ち上がるという挙動が観察されました。

外から加えた力(バケツの重さ)は少しずつ大きくなっているのに、構造の長さが突然短く変化するというのが、カウンタースナッピングの特徴です。

研究チームはさらに、この新しい構造を用いて様々な挙動を実現させています。

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新しい構造は耐震などに役立つかも / Credit:AMOLF

では、このような「引っ張ると縮む」構造は、どんな分野に活用できるでしょうか。

たとえば、必要に応じて硬さを切り換える材料の開発に役立つかもしれません。

こうした材料は、義肢や身体能力を強化するウェアラブルスーツに役立つはずです。

また、過度の振動を自ら抑制するシステムを開発できるかもしれません。

飛行機、風力発電機、耐震ビルなどに応用でき、より多くの人の命を救うことに繋がる可能性を秘めています。

いずれにしても、電力やモーターを使わず、構造だけで動作する仕組みが魅力的だと言えます。

今回の開発は、物理と設計の可能性を広げる、新しいメカニカルメタマテリアルの時代の幕開けを意味するのかもしれません。

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”引っ張ると「縮む」構造”が開発される (2/2)のコメント

ゲスト

おもしろい。
けど、どうやって戻すんだろうか?

    ゲスト

    ばらして伸ばして組み直す
    ですかね

    ゲスト

    いや何回でも行けるのか
    最後は初期状態にもどってます

    これ以上行ってはいけないよ

    ここまで戻ればまた動いていいよ

    を繰り返す仕組みですね

    ゲスト

    押したら伸びんのかな

    ゲスト

    これ普通のゴムと合わせたら振動するんじゃない?

ゲスト

いや待て、何かそんなのなかったっけ?
あ…掃除機のコードリール

    たろ

    あれはコードを伸ばしきったところで手を離すと巻き取られますね。今回のは手を離さなくとも逆方向の動きが発生するのが新しいのでは。

ゲスト

動作は一度きり?

    ゲスト

    バネを引っ張ってる状態と何が違うん?

ゲスト

虫も引っ張ると縮むぞ

    みわまさき

    虫の縮む動作に実用性があるかはともかく、生物の構造や習性にヒントを得て、または生物そのものを使って新技術を開発することはあるので、とても良い視点だと思いました。

ゲスト

多段ロケットの切り放し機構に。 切り離した部品が再衝突しない。 どうでしょう ^^;

    ゲスト

    あれは下段がまだ燃焼中に切り離してるのが原因だから…

    ゲスト

    キスしようとして顔を近付けると突き飛ばされる

    たろ

    キスが嫌で離れようとしたら突き飛ばされる、って方が近いかな

    ゲスト

    パーツがエネルギー保存した状態で引っ張られると閾値を超えて逆方向への引力が発生し、保存されたエネルギーを超えて引力は生まれないっていう条件付きの構造な

ゲスト

橋の構造で利用する想定なら、何度も使えるんだろう。

ゲスト

これが反重力か!(錯乱)

ゲスト

インターネットの世界では「消すと増える」という現象が起こる事があるので、ぜひ研究して欲しい

Hiro

常に縮み続けるなら面白いと思いますが、元の状態に戻るだけなら大したことは無い。

    ゲスト

    ゴムとかの伸縮性と違って、機構とか構造として開発されたから面白いんじゃない?

クアッドマン

物理反重力装置かと期待したが⋯
宇宙エレベーターに応用できないかな

    ゲイト

    他の方も触れていますが
     おそらくゼロ負荷から変形直前までのストロークが長過ぎて大事な部分が見え難くなっているのではないでしょうか。

    ※どうしても何が新しいのか分からない方はぐんぐん伸びちゃうところと、力を抜いてからのガシャガシャ格納されるところは目を細めて見ないようにしましょう!
     それらは(カッコいいだけで)普通のバネとほぼ同じと言っても過言ではないからです。

ゲスト

こういう機構は面白いな

ゲスト

トイレタンクみたいに、水が溜まったら弁を閉めたいような構造物が省スペースで実現できそうですね

あああ

ボールペンを分解したことある人ならそこまで驚かないと思うけどなぁ

    ボールペンの機構とはまた違うのでは

ゲスト

押したら縮むノック式ボールペンが昔からあるじゃん。

    ゲスト

    冒頭に書いてあるのに…

ゲスト

「引っ張れば引っ張るほど縮んで、手を離すと戻る」みたいなのを期待したけど、これじゃない感というか、釣られた感が強い。

    ゲスト

    わかる!俺も同じものを想定した
    構造だけで実現したってのが凄いんだろうけど、結果だけならそれこそボールペンとかと一緒じゃんみたいに感じてしまった
    この研究がダメとかそういうつもりは全く無いんだけど(研究が進めば画期的な実用性が出そうな期待感もある)、なんというか「美味しいんだけど名前とか見た目から予想した味とは全然違った料理」みたいな感じがあるw

ゲスト

押したら縮むのでは無く、引いたら縮まるのが凄いよね?ってことですか

じゃあ部屋の電灯の紐もそうじゃんとなるけど、あちらはもう一度引かないと戻らないに対して、こちらは力が戻るとまた伸びるぽい

ゲスト

さすがに橋の耐震には使えないだろうけど(過荷重で構造の状態が変化する事が限定の設計など受け入れられない)
要するに剛性の屈曲点が明確なゴムのようなものと思えば代替しろはそこそこあるな

ゲスト

ボールペンは押して離さない(または力を緩めない)と戻らない
これは力を加算し続けてもっていう違いがあるよ

ゲスト

元に戻ってるだけに見えるが?

ゲスト

日本だと画期的発明として特許扱いされるよりも新しいギミックとして実用新案みたいな感じになりそう

ゲスト

3Dのデータどこにあるんだろ?

aiueo

実物を引っ張ってみないと凄さがよく分からない系なのかな。

    ゲスト

    シーソーを登っていくと半分過ぎたら下に低くなるのと似たようなものだろ

ゲスト

すでにあるとか言う人は何を見たんだ?

    ゲスト

    これだよな

ゲスト

まだピンとこないけど、数千年前に歯車が開発されたのと同じような感覚なのかな?
というか、そもそも今まで誰もできなかった技術なのかな?なんか構造だけみたら、もっと前にできそうな感じけど…。

ゲスト

これ普通のゴムと合わせたら振動するんじゃない?

    ゲスト

    ①ゴムで引っ張られてこの構造が伸びていきある一定の長さ伸びると構造が縮む。
    ②構造が縮んだ分だけゴムが伸びて張力が大きくなる。
    ③ゴムの大きくなった張力の分だけ構造が伸ばされる。

    ここで①の状態になれば振動しそうですよね。

ゲスト

ワーストコンタクトとは、はなはなしい、結果を、求めその、結果、結論と、言う話しの中で、イデオロギーの、なぞとは、?なんだったかしら。

ゲヌト

千回見直して分かったことは、
・何回でも繰り返し使える
・縮む現象のスタートはピンって跳ねる直前のかなり引っ張った状態
・縮む現象のエンドはピンって跳ねた直後
・ボールペンとの違いは
 ボールペン:押す→縮む→押すのをやめても(少ししか)伸びない
 縮むやつ :引く→途中まで普通に伸びる→ピンって跳ねた瞬間の前後で全長が少し減る→引くのをやめると元の長さに戻る
って感じですかね

ゲスト

落ちてきた水をくみ上げて落ちる前の高さに戻して水力発電したら半永久機関できませんか?

    それは「ししおどし」でよいのでは?

ゲスト

書かれているように安全スィッチとかダンパーとかに応用できそうだけど、実験で使ったような物だと構造が弱そう。分子構造で実現できたら強度が上がるかな。

ゲスト

伸びきってブチンって切れるっていう状態を防ぎ、押し込んだら、元の形状に戻るってことだよね?
ピストン運動の補助に使うともしかして省エネなエンジンになったりして?

ゲスト

向かい風に逆らって進む車とか作れそう。

ゲスト

膝が伸びないジーンズとか
そんなん要るのか

ゲスト

意味を理解してる人と何もわかってない人で反応が凄い分かれてて面白いな
ボールペンカチカチするのと同じとか言ってるヤツまでいる

ゲスト

小3レベルの国語すら危うい人が内容に疑義を呈しているのは面白いと言うよりもしんどい
しかし元々(聞いたことはないが)理論はあったらしい機構のようやく実現できた完成品が結構見たまんまの作りなので拍子抜けしたというのは確かに
まだ新しい機構が生まれているのはワクワクするけどねー

ゲスト

シーリングライトの紐と同じじゃね?

ゲスト

プルスイッチはバネ使ってるから・・・
でも自分は車の内装パネル止めてる留め具、樹脂製ボードアンカーを思い出したけどな
力が加わると反力で抜けなくなるっていう

ゲスト

つまり、「メインのバネ(A)」と「スナッピング用のバネ(B)」それと「アブソーバーのバネ(C)」の3種類5パーツが1セットなんだな
そして、まずAが引っ張りに対して伸びていって、B側はCがその引っ張りを肩代わりする訳だ
で、B側が伸び切ると相対的に長いA側は伸び代を失って、結果的に縮むって事か
ブレーカーみたいなもんだな

誰だ?コードリールやらノック式ボールペンやら言ってた阿呆は?
全然別物じゃん

ゲスト

この構造を保ったまま強度を上げられるのか?

ゲスト

反作用の原理に近いのかな?
引いたら縮む機械と押したら伸びる機械を一つに合わせたら永久機関が作れるのですかね?

ゲスト

バケツじゃなくてビーカーじゃね?

ある異性にも通じる。好きだと押して押して、相手が引いてもさらに押して押すと、あら不思議。気になる存在になったようで向こうから近づいてくる。

ゲスト

シーソーで使ったら面白そう

ひゃっほう

危ないのでは?

うほっゃひ

頭が良い方は、使い方まで凡人の想像を超えてくるんだろうね

ゲスト

心臓の補助に使えないかな

ゲスト

物を引っ張れば反対の引っ張る力が作用する
だけど引っ張り続けて一定のラインを超えると押す力に変わる

100の力で引っ張って110の力が戻ってくれば永久機関でも出来るんでしょうけど
せいぜい20くらいなんじゃないでしょうか
ただ全くエネルギーをつかっていない(熱などに変換されていない)ので使い道はいろいろありそうです

永久機関は動力がない限り永遠に力の均衡を崩すことはできないので今のところ
実現できるのはフェイク動画かどこかに動力があるものです

ゲスト

これみたいに縮まないけど、鞍点を超えると応力が元に戻るスライドリングマテリアルを思い出しました。

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