2017 Fiscal Year Annual Research Report
Developmenet of a multilayer PVC gel actuator using flexible electrodes
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16H04299
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
橋本 稔 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60156297)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 人工筋肉 / ソフトアクチュエータ / PVCゲル / フレキシブル電極 / 積層構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、可塑化ポリ塩化ビニル(PVC)とフレキシブル電極とを積層させ、生体筋と同等の特性を有する積層型軽量ソフトアクチュエータの創製を目的とする。平成29年度は積層型ソフトアクチュエータへ用いるフレキシブル電極の試作とその特性評価を行った。
（１）フレキシブル電極の作製と特性評価
PVCゲル溶液にカーボンパーティクルを分散させ、厚み約30umのCB含有PVCゲルシートを作製し、これをフレキシブル電極としPVCゲルと交互に20枚積層して積層型ソフトアクチュエータを作製した。特性評価の結果、この積層型ソフトアクチュエータは500V印加時に収縮率3.2%であった。前年度試作の導電性グリース電極と比較して500V印加時の収縮率は3倍以上となった。また、グリース電極で課題となっていたフレキシブル電極の均一塗布も、ゲルシート状となったことで改善され、それによりサンプル間のバラつきが減少し特性が安定した。
（２）アクチュエータの積層数比較
CB含有PVCゲルをフレキシブル電極として、積層数による特性比較を行った。厚み100umのPVCゲルと厚み30umのフレキシブル電極を交互に積み重ね、積層型ソフトアクチュエータを作製した。積層数は1、10、15、20、30層とした。従来の金属電極では積層数に依らず収縮率は一定であったが、この積層型ソフトアクチュエータでは積層数が多いほど収縮率が向上する傾向にあることが分かった。よって、積層数をさらに増やして収縮率を増大させるとともに、PVCゲルとフレキシブル電極を薄膜化することでさらなる収縮率の向上が期待できると考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度までにフレキシブル電極の探索や積層型ソフトアクチュエータの特性評価まで概ね計画に沿って実施することができたため。また、その経過でゲルの薄膜化や可塑剤質量比の調整、積層数の増大など実験値に基づく特性向上への対策も挙げることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度では更なる特性向上を目的とし、①PVCゲル及びフレキシブル電極の更なる薄膜化、②積層数の増大を行う。現在のフレキシブル電極の厚みは30umであり、さらなる薄膜化では現行の掃引方法での限界やハンドリングの問題が発生することが予想されるため、フレキシブル電極の薄膜化では塗布方法の見直しから検討することとする。塗布方法としてはスクリーン印刷やスプレー塗布などを検討しており、これらは積層の自動化にも派生するものと期待できる。
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