| Project/Area Number |
19H02094
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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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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
Sasaki Minoru 岐阜大学, 航空宇宙生産技術開発センター, 特任教授 (20183379)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20402216)
内藤 圭史 岐阜大学, 工学部, 助教 (50759339)
玉川 浩久 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60324282)
永井 学志 岐阜大学, 工学部, 准教授 (90334359)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
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| Keywords | ソフトアクチュエータ / 誘電エラストマーアクチュエータ / マイクロ・ナノコンポジット / スーパーキャパシタ / 高発生力化 / コンポジット / チタン酸バリウム / ナノクレイ / カーボンナノチューブ |
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| Outline of Research at the Start |
ソフトアクチュエータである誘電エラストマーアクチュエータの実用化を阻む本質的問題点は低発生力にあり，この問題を解決するために、「高剛性化」に加え，「低起動電界化」，「高絶縁耐力化」に基づく入力電界範囲拡張により大発生力を実現する．下記3テーマを軸とする．
【テーマ1】高誘電粉体のマイクロコンポジットによる高剛性化・低起動電界化
【テーマ2】ナノクレイのナノコンポジットによる変形層の高絶縁耐力化
【テーマ3】電極層のスーパーキャパシタ化による低起動電界化（先行研究成果の発展）
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| Outline of Final Research Achievements |
In a dielectric elastomer (polyurethane: PU) filled with barium titanate (BaTiO3) and added with nanoclay (NC), the effect of the addition of a surfactant on the dispersibility, dielectric constant, insulation breakdown electric field, and DEA performance of BaTiO3 and NC. Was investigated. It was found that the strain of barium titanate-filled polyurethane (BaTiO3 / PU) at 8 V / μm was larger than that of unfilled PU due to the composite of BaTiO3 in the surfactant-added system. It was also found that the insulation breakdown electric field of barium titanate-filled polyurethane (BaTiO3 / NC / PU) with NC added was higher than that of BaTiO3 / PU with the addition of NC in the system without surfactant.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は，ソフトアクチュエータの一種である誘電エラストマーアクチュエータ（DEA）の実用化を阻む本質的問題点（低発生力）を解決することを目的に，「高剛性化」，「低起動電界化」，「高絶縁耐力化」に基づく入力電界範囲拡張を目指すものである．また、同時に機械的動特性と電気的特性も明らかにし、セルセンシング・アクチュエーションの可能性も明らかにした。これらの得られた知見は複合系DEA の現象理解を促進しうるものであり、センサーとアクチュエータ両方の機能をもった革新的なソフトアクチュエータとしての可能性を示した。
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