2013 Fiscal Year Research-status Report
超高性能プリンタブル圧電高分子センサ・アクチュエータ素子の開発
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25420004
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
村澤 剛 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (90348467)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 圧電高分子材料 |
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| Research Abstract |
１．液滴の乾燥過程での対流場・形状計測およびX線構造解析
カバーガラス上に高分子ピエゾ溶液（PVDF粉末をN,N-ジメチルホルムアミドに溶かした溶液）を滴下・乾燥し、得られたPVDFフィルムのPVDF分子鎖配向を学内設備のX線構造解析装置により計測した。ｐリットルからｍリットルまでの１液滴量に対して計測を行った結果、今回の実験条件全てでPVDFフィルム中にベータ型結晶構造を確認することができた。
PVDF溶液の構成条件（PVDF濃度、液滴量等）のPVDF 液滴の対流状態評価・形状評価・分子鎖配向評価を通して、その自己ベータ相化・自己分極化・分子鎖配向メカニズムを探った。結果として、当初の自己ベータ相化メカニズムの主因であると考えたマランゴニ対流以外に、溶媒乾燥による自己分極化・分子鎖配向の可能性を見出した。今後、さらに実験を重ね、PVDFフィルムの高性能化を目指す予定である。
２．圧電高分子素子が描画・積層構造化可能なプリンターの開発
２６年度の予定を前倒しし、デシケータ中にx、y、z軸精密自動ステージとシリンジポンプを組込んだ高分子溶液の滴下・乾燥制御装置を作成した。これら装置は全て、オリジナルソフトウェアにより外部ＰＣから制御可能となっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
２５年度に行う予定だったPVDF液滴の乾燥に関する研究が予想よりも著しく早く進行したため、２６年度行う予定だった圧電高分子素子の描画プリンター（デシケータ中にx、y、z軸精密自動ステージとシリンジポンプを組込んだ高分子溶液の滴下・乾燥制御装置）の開発を前倒しで着手し始めた．
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| Strategy for Future Research Activity |
ＣＡＤにより作成された図面と圧電高分子素子の描画プリンターをリンクさせることで、様々な構造の圧電高分子センサ・アクチュエータ素子の創成が可能となる。膜厚5μm～30μm程度の任意形状のフィルム素子を作成する。
また、作成された超高性能プリンタブル圧電高分子センサ・アクチュエータ素子に対して、±10V程度の振幅電圧で100kHz～30MHzの周波数範囲の正弦波を印可し、誘起された振動をレーザドップラ振動計で計測する。素子性能の目標値は、これまでに得られた残留分極・誘起振動振幅・感度値の５０％上昇を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の予定よりも大きく研究が進展したため、２６年度の予定であった装置開発予算を２５年度に前借り申請し、装置開発を始めた。結果として、消耗品分程度の予算が残った。
２６年度に消耗品分予算として使用する予定である。
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