2008 Fiscal Year Annual Research Report
弾性率の電気制御により空気中で駆動する高伸縮性高分子アクチュエータ材料の開発
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19550203
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
奥崎 秀典 University of Yamanashi, 大学院・医学工学総合研究部, 准教授 (60273033)
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| Keywords | 導電性高分子 / ポリピロール / PEDOT / PSS / アクチュエータ / 電気収縮 / 吸脱着 / 人工筋肉 / 弾性率 |
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| Research Abstract |
ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)にエチレングリコールを3%添加した溶液をキャストすることで、PEDOT/PSSフィルムを作製した。PEDOT/PSSフィルム(長さ10〜50mm、幅1〜10mm、膜厚10〜66μm)に直流電圧を印加したところ、いずれのフィルムも印加電圧とともに収縮率は増加するが、ある電圧以上で逆に低下した。これは、水分子の脱着による収縮に対して、ジュール熱による熱膨張がより顕著に現れたためと考えられる。フィルム長が10〜50mmと長くなるに従い収縮率も増大し、フィルム長40mm以上で収縮率は1mmに達した。また、フィルム幅が1〜10mmと広くなるに従い収縮率も増大し、最大の収縮率がより低電圧側にシフトすることがわかった。一方、収縮率(%)と電力密度の関係は同一曲線上にはのらず、フィルム幅とともに増加することがわかった。これは、フィルムの断面積が増したことで収縮応力が増大し、拮抗するバネをより大きく収縮させたためと考えられる。膜厚が10〜66mmと厚くなるに従い収縮率は増大し、フィルム幅の場合と同様、最大の収縮率がより低電圧側にシフトした。フィルム幅66μmで、収縮率が最大1.5mmに達することが明らかになった。しかしながら、フィルムが厚くなると応答が著しく遅くなることが確認された。これは、フィルムの伸縮が水分子の拡散律速であるためであり、実用化の際には、変形量と応答速度を考慮してアクチュエータ素子を設計する必要があることが示唆された。
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[Presentation] PEDOT/PSS Soft Actuators2008
Author(s)
H. Okuzaki, H. Suzuki, T. Ito
Organizer
International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2008)
Place of Presentation
Porto de Galinhas, Brazil
Year and Date
2008-07-07
