柔らかい基板上での非加熱バイオミメティック金属成形

Heat-Free Biomimetic Metal Molding on Soft Substrates.

• Julia Jinling Chang
• Andrew Martin
• Chuanshen Du
• Alana Pauls
• Martin M Thuo

抄録

バイオテンプレート化された金属構造物の作製は、特性、加工条件、充填、材料状態の違いによって制限されている。ここでは、過冷却金属粒子を用いることで、弾性率や加工温度の違いを克服できることを示している。同様に、自己ろ過、毛細管圧、蒸発濃縮などの自律的なプロセスを採用することで、相変化を伴うパッキング、安定化（ジャミング）、点状焼結が強化され、複雑なバイオベースの特徴を持つ固体金属レプリカを作成することができます。大面積での再現を伴うバラの花の品種間の微妙な違いを区別することは、このBIOmimetic Metal Patterning（BIOMAP）が、基質に関係なく、ポジティブまたはネガティブなレリーフとして生物学的特徴を容易に複製するための汎用性の高い方法であることを示しています。バラの花びらのパターンを使用して、我々は、周囲の条件で過冷却金属粒子を使用して、金属構造のための前例のない効率で、バイオテンプレートマッピングの汎用性を説明しています。

Fabrication of bio-templated metallic structures is limited by differences in properties, processing condition, packing, and material state. Herein, we demonstrate that using undercooled metal particles, differences in modulus and processing temperatures can be overcome. Similarly, adoption of autonomous processes like self-filtration, capillary pressure and evaporative concentration leads to enhanced packing, stabilization (jamming) and point sintering with phase change to create solid metal replicas of complex bio-based features. Differentiation of subtle differences between cultivars of the rose flower with reproduction over large areas shows that this BIOmimetic Metal Patterning (BIOMAP) is a versatile method to readily replicate biological features either as positive or negative reliefs irrespective of the substrate. Using rose petal patterns, we illustrate the versatility of bio-templated mapping with undercooled metal particles at ambient conditions, and with unprecedented efficiency for metal structures.

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