2021 Fiscal Year Research-status Report
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
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18K04074
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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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, 主任研究員 (80738021)
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| 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, 主任研究員 (90452135)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲル / 接着 / 自己組立 / 自己複製 / アクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ソフトアクチュエータの微小化可能性や柔軟性から、微小空間での活用が期待されている。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を特徴の１つとしている。またゲルアクチュエータは溶媒を含むことが可能で、生命体同様にしなやかな動きを作り出すことができるなど、硬い金属で構成されたアクチュエータとは異なる優位な特性を持っている。通常、ゲルアクチュエータを作製するためには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、形状が複雑な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組み立てる必要性が生じるが、柔物質同士の接着は非常に難しいのが現状である。このような不具合を解消することを目指して本研究では、小さなゲル部品を接着により組み立てる手法を確立することで、三次元的に空間デザインが可能なマイクロゲルアクチュエータの作製技術開発を進めている。本年度は、改良し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ゲルアクチュエータの開発に成功した。またゲルアクチュエータの駆動変位を測定するための計測装置の開発を行い、新規開発したゲルアクチュエータの評価を行った。またゲルアクチュエータの発生力を向上させる手法についても検討を行った。
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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
電場で駆動する高分子ゲルアクチュエータの開発を目指して、接着手法の改良や新たな材料の探索について検討を行った。直鎖状の高分子を用いることにより、ゲル同士を接着させることに成功し、低電圧で駆動する高分子ゲルアクチュエータの開発を行うことに成功している。開発したゲルアクチュエータの駆動特性を評価するため、レーザー変位計を用いた駆動変位の計測装置の開発を行った。また新たに開発した高分子アクチュエータの発生力を向上させる手法についても検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲルの接着性制御技術を用いて新たに開発した低電圧で駆動するゲルアクチュエータについて、開発した評価装置を用いて駆動性能の詳細を明らかにすることを目指す。またアクチュエータに必要不可欠な発生力についても評価装置を開発するとともに、発生力を向上させるための開発指針を示すことを目指す。また切削可能な新たなゲルアクチュエータの利点を活かして、微細な空間で活躍できるアクチュエータへと進化させることを目指して研究を行っていく。
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