2016 Fiscal Year Research-status Report
電界紡糸法を用いた多孔質材料の創製と静電型ソフトアクチュエータの開発
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16K14201
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
前田 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (40424808)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ソフトアクチュエータ / 多孔質 / 誘電エラストマー / ゴムアクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エラストマーのようなゴムの誘電体をフレキシブルな電極で挟み，その電極に電圧をかけると変位が生じることが知られている．近年，この現象を利用した電場応答型の人工筋肉（EPAM）等のアプリケーションに関する研究が盛んに行われている．しかしながら，ゴム弾性の特異性から，予歪を加えて電圧を印加することで平面的に変形する．したがって，予歪を加えるために，フレームなどの構造的な制限があるために，アクチュエータ化する時に，様々な問題が生じる．本研究では，そのようなデメリットを一挙に解決するために，ゴムの誘電体を多孔質化することで1軸方向に圧縮と膨張可能な新しい静電型のエラストマーアクチュエータを開発することを目的としている．誘電体が非多孔質であれば見かけのポアソン比が大きいが，多孔質であれば圧縮性を持つので小さい．すなわち一軸的な変位が望まれる場合は多孔質アクチュエータが有用である．また，多孔質化されたエラストマーには，歪が増加すると見かけの弾性率も増大する可能性があることに着目し，単純な多孔質アクチュエータのモデルを提案アクチュエータにとって理想的な多孔質体の応力歪特性が分かっているので，実験的にそのような多孔質体のポリジメチルシロキサン（PDMS）を調整したところ，15-18%程度の変位を得ることに成功した．エラストマーの多孔質化のプロセスについては，改善の余地はあるもののおおよそ理論通りの結果を得ることに成功してた．
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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
PDMSの多孔質化のために，いくつかの方法を試している．現時点では水溶性高分子とPDMS混合体から多孔質体を得る方法を提案している．上手く調整できたサンプルの静的な応答は非常に優れており，ほぼ理論通りの変位を得ている．
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| Strategy for Future Research Activity |
多孔質アクチュエータの性能評価を正確に行うために，製作プロセスのノウハウを今年度中に構築する必要がある．こ1の年で見通しは得ており，条件を詰めて行きたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
実験を進めるための消耗品と用品の納期，外部での実験評価が間に合わなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品や用品関係はできるだけ早く購入し，スムーズに実験が進められるようにする．外部の装置利用もできるだけ計画的に進めたい．7月までに静的な評価は終わらせたいと考えている．
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