韓国の研究チームが製油所で廃棄される硫黄を活用し、自律的に動き再利用まで可能な循環型の4次元（4D）プリンティング技術を開発した。
キム・ドンギュン韓国化学研究院化学素材研究本部責任研究員とウィ・ジョンジェ漢陽大学教授、キム・ヨンソク世宗大学教授の共同研究チームは、硫黄高分子により温度と光、磁場に反応する4Dプリンティング技術を世界で初めて開発したと4日明らかにした。
最近、製油工程で発生する硫黄副産物を硫黄プラスチックとして再利用する研究成果が相次いでいる。硫黄プラスチックは一般的なプラスチックが透過できない赤外線を通すため赤外線カメラのレンズ素材として使用でき、重金属を吸着して水質浄化にも活用できる。
しかし硫黄プラスチックの内部は網のように絡み合い、流動性が低いため3次元（3D）プリンティング技術を適用することに限界があった。
研究チームは硫黄プラスチック内部の網構造を緩く設計し、プリンティングできるようにした。特に硫黄プラスチックの硫黄含量と網構造を精緻に調節し、温度や光といった刺激で形状が変わる「形状記憶」を可能にする4Dプリンティング技術を開発した。
開発した技術で作った素材に特殊レーザーを8秒間照射すると、接着剤なしでも部材を強固に接合できた。また研究チームは硫黄プラスチックに鉄粉を20%混合し、別途の動力なしで動く1cm以下のソフトロボットも開発した。
キム責任研究員は「今回の研究は産業副産物である硫黄を先端ロボット材料へとアップサイクリングした初の事例だ」と述べ、「自律的に動き再利用まで可能なスマート素材は、将来のソフトロボットおよび自動化産業の中核的な原動力になる」と明らかにした。
研究成果は国際学術誌「アドバンスト・マテリアルズ（Advanced Materials）」に昨年11月に掲載された。
参考資料
Advanced Materials（2025）、DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202507057