このヒドロゲルアクチュエータを50度に加熱すると、ポリマーが脱水和して水分子の運動が増すために、ヒドロゲル内部の誘電率が高くなり、ナノシート間の静電反発力は増大して、ヒドロゲルは1秒以内に1.7倍伸長する。

逆にヒドロゲルを15度に冷却すると、ポリマーは水和して水分子の運動が抑えられるためにヒドロゲル内部の誘電率は低くなり、ナノシート間の静電反発力は減少。ポリマーは1秒以内に元の長さに収縮するという。またこの伸縮は劣化をともなうことなく何度でも繰り返せる。

■ L字型のゼリー状物質が歩く

そして、ナノシートを斜めに埋め込んだヒドロゲルをL字型に切り取って、加熱・冷却すると、伸長時に重心が偏るので、決まった方向に歩き出すという。

図4　特別な外部環境に頼ることなく、一方向に歩き続けるヒドロゲルアクチュエータ – 理化学研究所

このヒドロゲルの伸縮速度（70％／秒）は、これまで報告されているヒドロゲルアクチュエータの中でももっとも高速なものであるだけでなく、外界と水を授受することなく変形するので、水中以外でも動作が可能だ。

その動きの質と量で、従来のヒドロゲルアクチュエータを凌駕しているというこのヒドロゲルアクチュエータは、人工筋肉の実現への大きな一歩となるという。

医療用への応用だけでなく、将来的にはさまざまな機器に、ソフトで軽く、ウェットな性質を持つアクチュエータが使われるかもしれない。

【参考・画像】

※ 内部の静電反発力のオンオフだけで動くヒドロゲル – 理化学研究所

※ Video of a walking hydrogel / 特別な外部環境に頼ることなく、一方向に歩き続けるヒドロゲルアクチュエータ – YouTube