2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of microgel actuators using gel adhesion control methods
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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 / 接着性制御 / ソフトアクチュエータ / 高分子溶液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ソフト＆ウェットな高分子ゲルからなるソフトアクチュエータは、柔軟性があり微小化が可能なことから、マイクロ流路などの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溶媒を含んでおり、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、新たな作製手法の提案が望まれていた。本研究では、微小なゲルアクチュエータの新たな作製方法を提案することを目指して、ゲルアクチュエータの部品を接着により組み立てる手法を提案し、鋳型を用いることなく三次元的に複雑な形状を有する微小なゲルアクチュエータの作製技術の開発を進めてきた。これまで、高分子溶液を用いた高分子ゲル同士の接着性制御技術によって、直流電圧で駆動する導電性高分子ゲルの作製に成功した。作製したゲルアクチュエータは、切削等で微小化しても駆動することを確認した。またゲル同士の接着に関してはゲルの表面チャージが大きく効いてくることが明らかとなり、表面に塗布する高分子溶液の濃度にも接着強度が影響をすることが分かった。さらにゲルアクチュエータの力学特性および駆動変位について、測定方法も合わせて検討を行った。ゲルアクチュエータに関しては固体高分子と組み合わせることで、力学特性が大幅に向上する知見が得られた。またゲルアクチュエータの部品のみをビーカーに入れて、攪拌のみでゲルアクチュエータを組み上げるには、ゲルの形状等が大きく影響することが明らかとなった。
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