構造欠陥を隠す物理的なカーリング技術 プリンストン大学とジョージア工科大学の研究者たちは、物理的なカーリング技術を開発して構造欠陥をほぼ無効化することに成功した。これは、開口部の周囲の力がそれによって及ぼされる影響を最小限に抑える技術で、これまでの補強方法とは異なる新しいアプローチである。 開口部がある構造物の場合、外部からかかる力により Stress Concentration（応力集中）が生じ、これが弱い部分を作り出してしまう。これは、航空機の窓やエンジンのケーブル導管の設計における課題となっており、補強によって新たな弱点が生じることが問題となっていた。 新技術では、開口部を取り巻く微細構造を特殊な形状と向きで設計することで、さまざまな負荷からの影響を効果的に防ぐ。微細構造の设计密度は、負荷に対して最適化された配置を保証するために赤が最も密、黄色が中間、青が最も薄くなるよう色分けされている。この方法により、開口部を「存在しない」ようにすることで、全体の構造強度を維持できる。 研究チームは樹木の節から着想を得た。樹木の節は、枝や根という異物の侵入があるにもかかわらず、その部分を回避して力が周囲に分散されるため、強度を保っている。研究者たちは、この原理を製造材料に応用できることを見出した。 Glaucio Paulino教授は、最悪のシナリオを6～10個計算することで、効果的な微細構造のデザインと配置を特定できると述べた。これは、構造物や機械に加わる負荷が状況により変動するため、一方向だけの補強では不十分なことを示している。 このカーリング技術は、電磁波スpectrum（スペクトラム）でのオブジェクト隠蔽技術、例えばステルス機のような方法と類似しているが、固体材料の方程式は電磁気学よりも複雑だという。しかし、目指すのは共通の目標である。 「どのような弾性擾乱もカーリングによって隠され、存在していないかのように振る舞います」とPaulino教授は語った。 業界関係者のコメント Davide Bigoni教授（イタリア・トレント大学の固体力学と構造力学教授）は、「著者たちが提案した最適化技術は、外部からの任意の力方向に対しても欠陥を無視できる画期的方法論であり、これは全方向カーリングとも呼ばれ、幅広い用途に活用できる」と評価する。具体的には、臓器組織の置換時の机械的Stress Neutrality（応力中立性）、機械や建設インフラでの設置要素の通過を容易にする構造部材の改修、芸術作品の修復の効率化などが挙げられる。