Liquid metal-polymer composites for electro-active soft actuators
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19K22216
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Ueno Kazuhide 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30637377)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 裕貴 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30528435)
小久保 尚 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (80397091)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 液体金属 / ゲル / 電子伝導性 / イオン伝導性 / 電子伝導体 / イオン伝導体 / イオン液体 |
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| Outline of Research at the Start |
柔軟でしなやかな素材を用いたデバイス関連分野（ソフトエレクトロニクス、ソフトロボティクス）は医療分野をはじめ様々な応用展開が期待され、現在、極めて重要な研究領域になっている。本研究では、液体金属と機能性高分子材料がナノ・ミクロレベルで複合化された柔らかいコンポジット材料「メタルゲル」の研究分野を新規開拓し、それを電気化学アクチュエータ素子に適用することで、ソフトロボティクス分野へと展開する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this project is to open up a new research field of soft composite materials (metal gels) in which Ga-based liquid metals and functional polymer materials are composited at the nano-micro level, and apply them to electrochemical actuator. In order to combine the organic polymer phase and the liquid metal phase, which are immiscible, in a microphase-separated, bi-continuous state, we examined two methods, the monolith method and the casting method, and found that a metal gel can be produced by either method. It was clarified that the mechanical properties and electron conductivity of the metal gel are greatly affected by the oxide thin-film formed on the surface of Ga-based liquid metal. It was also shown that the electron conductivity of the metal gel was improved to 106 times when prepared in the absence of oxygen.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
流体、ゲル、エラストマー等で構成される柔らかい素材を用いたロボットは自由に変形可能な特性を生かし、生物類似の複雑な動作を可能とすることから重要な研究領域（ソフトロボティクス）となっている。また、同様に柔軟な素材を用いたソフトエレクトロニクス分野では蒸気圧が無く、人体に無害な液体金属を用いたウェアラブルデバイスが盛んに研究されている。このような柔軟素材を用いたデバイスは人体への親和性や生活環境への適応性が高く、医療分野をはじめ様々な方面への応用が期待されている。本研究成果をもとに、高伸縮性電子伝導材料を開発することで上記分野への応用展開が期待できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
