2005 Fiscal Year Annual Research Report
光駆動による次世代ナノ・マイクロアクチュエータの開発
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17040012
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
大谷 幸利 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (10233165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 康弘 東京農工大学, 大学院・工学教育部, 教務職員 (40374152)
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| Keywords | アクチュエータ / 光駆動 / オプトメカトロニクス |
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| Research Abstract |
本研究は従来にない特殊な環境下に置いて遠隔作業で動作可能な新しい光駆動によるアクチュエータの提案する.具体的には,光ファイバカンチレバーをアレー状に並べ光によって駆動するアクチュエータの開発する.まず,構成する光駆動材料についての基礎研究を行ったうえで,光駆動アクチュエータを試みる.ここで重要な足の部分は「フォトサーマル効果」「光ピエゾ効果」と「光化学」を検討する.後者は近年報告されている新規なポリマー光駆動材料であるPVDFとアゾベンゼン系ポリマーである.これらの効果によって光ファイバが局所的に曲げ駆動する現象を利用する.実際の研究は,これら着想についてカンチレバーの製作技術の検討・試作を行った.まず,ミクロな世界においては物体間の相互の関係が単純にスケーリングで成り立たないことが多い.そこで新たな理論付けをしたうえで,熱解析シミュレーションソフトウエアを用いてフォトサーマル効果における数値計算を試みた.これをもとに実際の実験では光駆動アクチュエータのメカニズムの基礎研究として,まずこの構成要素である光ファイバーカンチレバーの光駆動に関する研究行った.ここでは光駆動材料としてポリマー光ファイバーとPVDFの検討を行った.これによってフォトサーマル効果とポリマーの焦電効果による光ピエゾ効果の光化駆動により効率的に任意の変位得ることできた.さらに,光ファイバーカンチレバーを三本用いてもっとも簡易なアクチュエータを試作し,レーザー照射による光駆動が可能となった.
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