ゲルの接着性制御技術を駆使したマイクロゲルアクチュエータの開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04074
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 中住 友香 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (80738021)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 雄介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (90452135)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ゲル / 接着 / 自己組立 / 自己複製 / アクチュエータ

Outline of Annual Research Achievements

ソフトアクチュエータは微小化しても動作可能であることから、μ-TASなどの微小空間でも駆動させることが可能である。ソフトアクチュエータの一種であるゲルアクチュエータは筋肉同様にスケール普遍性を有しており、スケールダウンしてもアクチュエータとしての性能を維持することが可能である。また、ゲルアクチュエータは生命体と同様に水を多く含むため、モーターやギヤを用いた硬いアクチュエータでは実現が難しいやわらかい動きをすることができる。しかし、ゲルアクチュエータを作製するには通常鋳型が用いられており、マイクロメートルサイズのゲルアクチュエータを作製しようとすると離型時に破損してしまうことが多く、効率よく作製することは非常に難しい。また、マイクロメートルサイズのゲルアクチュエータを作製する際、ゲルアクチュエータの構成部品を正確に組み立てる方法が必要となってくる。そこで、本研究では、小さなゲル部品を接着により組み立てることで三次元的にデザインすることができる、マイクロゲルアクチュエータを作製する技術の開発を進めている。本年度は育児休業により休職していたため、研究を中断した。研究中断中は、ゲル同士の接着手法とその活用方法について調査等を行った。ゲル同士の接着性制御技術を導電性高分子ゲルなどに応用することにより、電場で駆動する新たなアクチュエータに発展可能なことが分かった。次年度以降は、得られた知見を活かして、接着技術を応用した電場応答型の新たなゲルアクチュエータの創成を行っていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度は育児休業により休職していたため、ゲル同士の接着手法とその活用方法について調査を行った。次年度以降は本年度の調査を基に、ゲルの接着技術を応用した電場応答型の新たなゲルアクチュエータの創成を行っていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

ゲルの接着技術をゲルアクチュエータの三次元的な空間デザインに応用するために、ゲル同士の接着手法の検討を行う。微小なゲルの駆動評価にはレーザー変位計や高倍率のマイクロスコープを駆使して行う。またゲルアクチュエータの駆動耐久性や駆動安定性を評価するため、発生力等を計測する予定である。さらに、ゲルの接着技術を、電場応答機能を持つ新たなゲルアクチュエータの創成に活用する予定である。

Causes of Carryover

本年は育児休業により休職していたため、次年度使用額が生じた。次年度は、接着性制御により組み上げた微小なゲルアクチュエータの駆動評価装置等を、作製する予定である。微小なゲルアクチュエータの評価には、レーザー変位計やマイクロスコープ等が必要不可欠である。それら物品の購入予算として、使用する予定である。