| 研究課題/領域番号 |
03555188
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
高分子物性・高分子材料
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| 研究機関 | 北海道大学 (1992-1993)
茨城大学 (1991) |
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研究代表者 |
長田 義仁 北海道大学, 理学部, 教授 (60007804)
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| 研究分担者 |
安永 秀計 北海道大学, 理学部, 助手 (80241298)
BEZRUK L 茨城大学, 教養部, 教授 (80240604)
五十嵐 稔 茨城大学, 教養部, 教授 (50007548)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1992年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1991年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
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| キーワード | 人工筋肉 / 高分子ゲル / アクチュエータ / ケモメカニカルシステム / 電荷移動錯体 / 界面活性剤 / 協同現象 / 動電現象 / 電導性高分子 / テトラシアノキノジメタン / エネルギー変換 / アクチュエ-タ / エネルギ-変換 |
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| 研究概要 |
従来のモーターや油圧システムに代わる新しいタイプの小型アクチュエータ開発および素材探索を研究目的とし、今年度は高分子の協同現象と集合反応を利用したON-OFF型電気収縮性ケモメカニカルシステムの作動、機構について検討した。
ドナー性の高分子網目としてポリジメチルアミノプロピルアクリルアミド、アクセプター性のドーパントとして、クロラニル、テトラシアノベンゼン、テトラシアノエチレンなどを用いた。このゲルの電気収縮の実験を種々の条件下で行い、収縮が電気化学的反応による電荷の消滅によっておこることを見いだし、収縮の速度式を定量的に導いた。また、水系のケモメカニカルシステムについては、界面活性剤としてアルキル鎖長をC4からC18まで変えた、n-アルキルピリジニウムクロライド、ゲルとしてポリアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸を用い、これらの間の協同的相互作用によるゲルの電気収縮実験を行なった。界面活性剤のアルキル鎖長がC8より小さいとき、ゲルはほとんど変形しなかったのに対し、C10以上で大きなケモメカニカル挙動を示すことが明らかになった。また、最適鎖長がC10であることを見いだした。その機構を熱力学的、動力学敵に解析した。その結果、アルキル鎖長が増大すると安定度定数Kが大きくなってより大きな収縮力を示す一方、電場下における移動速度Dが小さくなり、ゲルの収縮(R)がこれらの効果の和より説明できることを明らかにした。これらの実験結果を元にゲル応答の速度式は、R=A(K)^<0.4>(D)^<3.5>であることを明らかにした。
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