2021 Fiscal Year Annual Research Report
Technological enhancement of force generation of composite-based supercapacitor-type soft actuator
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19H02094
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
佐々木 実 岐阜大学, 航空宇宙生産技術開発センター, 特任教授 (20183379)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20402216)
内藤 圭史 岐阜大学, 工学部, 助教 (50759339)
玉川 浩久 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60324282)
永井 学志 岐阜大学, 工学部, 准教授 (90334359)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ソフトアクチュエータ / 誘電エラストマーアクチュエータ / コンポジット / スーパーキャパシタ / チタン酸バリウム / ナノクレイ / カーボンナノチューブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ソフトアクチュエータの一種である誘電エラストマーアクチュエータ（DEA）の実用化を阻む本質的問題点（低発生力）を解決することを目的に，「高剛性化」，「低起動電界化」，「高絶縁耐力化」に基づく入力電界範囲拡張を目指すものである．最終年度は，チタン酸バリウム（BaTiO3）を充填しナノクレイ（NC）を添加した誘電エラストマー（ポリウレタン：PU）において，界面活性剤の添加がBaTiO3やNCの分散性，ひいては複合体の誘電率や絶縁破壊電場，DEA性能に与える影響に関し調査した．その結果，チタン酸バリウム充填ポリウレタン（BaTiO3/PU） の8V/μmでのひずみは，界面活性剤添加系においてBaTiO3の複合によって無充填PUのそれよりも大きくなることが分かった．これは，界面活性剤添加による弾性率低下ならびに比誘電率増加の影響である．また，NCを添加したタン酸バリウム充填ポリウレタン（BaTiO3/NC/PU）の絶縁破壊電場は，界面活性剤無添加系においてNCの添加によってBaTiO3/PU のそれよりも高くなることが分かった．この原因に関しては，NCによる電気トリー進展の抑制が可能性として挙げられる．さらに，BaTiO3/NC/PU の絶縁破壊電場は，界面活性剤添加系においてNCを添加してもBaTiO3/PU のそれと同等の値となることが分かった．この原因に関しては，界面活性剤によるNCの凝集抑制が可能性として挙げられる．以上，本研究ではBaTiO3を複合した誘電エラストマーの物性およびアクチュエータの性能に対する添加剤（界面活性剤ならびにNC）の影響を明らかにした．また、同時に機械的動特性と電気的特性も明らかにし、セルセンシング・アクチュエーションの可能性も明らかにした。これらの得られた知見は複合系DEAの現象理解を促進しうるものである．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
