Development of High Performance Smart Composite Material with Enhancing Domain Density at the PZT/Magnetostrictive Interface for Designing Energy Harvesting, IoT Devices
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17H03140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Materials/Mechanics of materials
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
FURUYA YASUBUMI 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 特任教授 (20133051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 晶彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00197617)
成田 史生 東北大学, 工学研究科, 教授 (10312604)
和田 智志 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60240545)
中尾 航 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60361870)
戸津 健太郎 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 准教授 (60374956)
丹波 澄雄 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70179927)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
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| Keywords | スマート材料・デバイス / 複合機能化 / マルチフェロイクス / 環境発電デバイス / 磁歪合金 / ナノドメイン / IoTセンサネットワーク / インフラ診断 / 環境発電 / スピントロ二クス / ＩｏＴセンサ / スマート複合材料 / 圧電・磁歪複合化 / ＩｏＴ対応型センサー / 複合機能材料 / 圧電体 / 複合機能化材料 / ナノ材料 / 振動発電デバイス / 磁歪材料 / IoTデバイス |
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to develop the multi-functional smart materials and devices, and their practical application for sensor/actuator combining with wireless IoT network. First, we tried to fabricate the new materials of piezo/magnetostrictive laminated or fiber-reinforced composite which has synergetic effect of nano-domains scale multi-ferroics effect. This new material PZT/FeCo/laminated composite was proposed for patent in 2018 from Tohoku University. Then, electro-magnetic smart devices which have stress/strain sensor or micro-energy harvester under mechanical vibration.
By using the developed sensor/actuator and energy harvesting devices, in final year of 2019, the verification of the experimental test of wireless IoT sensor network system was done by using three small wind-mills in the area of Fukaura-town and Hirosaki University of Aomori Prefecture and Tohoku University in Sendai. The time-dependent data could be monitored in cloud-style, which means successful.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
世界的に環境保全や食糧危機へのSDGｓが必須である。そのための一環として、新たな材料ナノ組織設計による、環境センサや環境発電可能な高性能スマート材料・デバイス設計・開発に成功し、新たな学術的新規性を得た。その社会工学的な実装応用として、こらの新素材からなる電磁的機能デバイス(応力センサ・環境発電素子）を使って、青森県と宮城県間で、ワイヤレスLAN-IoTセンサーネットワーク構築し、新エネルギー関連の複数風車の振動、回転数、応力計測等のデータをクラウド上に集積させPC上でのソフトウェアで解析できた。以上から、高感度スマートデバイスによる遠隔地からIoTインフラ診断技術でSDGｓにも貢献出来る。
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Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
