도쿄대학 물성연구소와 주식회사 크로스어빌리티는 XNUMXD 프린터를 이용해 공간에 분포하는 물리량을 투명 수지(플라스틱) 안에 형상 제어된 도트로 묘사하는 기술을 개발했다.분자 중의 전자 상태의 이해가 깊어지고, 신기능 분자의 개발이나 교육 등에 도움이 될 것으로 기대된다.
컴퓨터와 프로그램의 발전에 의해, 다수의 원자로 이루어져 복잡한 구조를 가지는 분자 구조를 시뮬레이션할 수 있게 되어 왔다.분자 구조와 분자 기능의 관계를 조사하기 위해서는 분자를 구성하는 원자 간의 결합을 담당하는 전자 밀도 분포 (전자 구름)가 중요하다.시뮬레이션에서 얻은 전자 구름의 데이터는 모니터에 나타낼 수 있습니다.그러나 전자구름을 묘사한 분자모형을 제작할 수 있으면 전자의 역할을 더욱 깊이 이해할 수 있다.유리 속에 레이저를 사용하여 도트(미소 입자)를 만들고 전자구름을 묘사하는 기술이 개발되고 있다.그러나, 도트의 형상이나 색의 제어를 할 수 없는 점이 과제였다.
연구그룹은 이 과제를 해결하기 위해 전자구름처럼 공간에 분산되는 물리량(전자밀도 등)을 3D 프린터로 출력 가능한 데이터로 변환하는 프로그램 Winmostar를 개발했다.이 프로그램을 사용하면 잉크젯 3D 프린터를 사용하여 전자 구름을 투명 플라스틱에 쉽게 묘사 할 수 있습니다.
앞으로 복잡한 결정 구조를 가진 자석과 초전도 재료 등의 3D 전자 구름 모형을 제작하여 높은 성능을 가진 재료 개발에 활용해 나갈 예정이라고 한다.또, 이 분자 모형을 교육에 이용하면, 분자 중의 전자의 역할을 한층 더 이해하기 쉬워진다.또한, 이 기술은 분자 이외에 구름, 은하, 건물이나 차 주위의 기류 등을 묘사할 수 있기 때문에, 향후 폭넓은 영역에서의 응용이 기대된다.