| 研究課題/領域番号 |
11650337
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
京兼 純 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50043469)
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| 研究分担者 |
沢田 英夫 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (50259909)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | ゲル様高分子 / ポリウレタンエラストマ / 電歪効果 / フラレノール / アクチュエータ / 低電界駆動 / 圧電性 |
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| 研究概要 |
フラレノール添加ポリウレタンエラストマ(PUE)の電歪効果を利用した低電界駆動型アクチュエータの実現という目的で研究を遂行し、得られた成果と結果をまとめると以下のようになる。
○PUEのソフトセグメントにポリエステル系ポリオール(PMPA)を、ハードセグメントにジイソシアネート(PDDI)を、鎖延長剤としてプロパンディオール(1,2PD)を用いてキャステング法でフィルム化(100μm〜400μm)した場合に『電歪効果』が生じた。
○低電界駆動を行うために分子構造性御として導入したフラーレン(C_<60>)は、スルホン化し加水分解した後にPUE合成時の硬化剤として反応させた。最終的に『OH基が10〜12個』程度付いていることが分った。
○アクチュエータ構成は、PUEフィルムの両面にコロナ放電処理を行った後、電極材料として金とアルミニウムを用いて熱およびイオンアシスト法で蒸着し『ユニモルフ型』とした。
○本アクチュエータの屈曲方向は電極材料と電極層の厚さに大きくが依存するが、電極層の厚さが200nm以下の時には、全ての試料において変位が陰極方向のみに生じる『極性効果』を示すことが明かとなった。
○フラレノールをPUE中に導入し分子構造性御を行った結果、フラレノール濃度が0.25%で最大変位を示し、屈曲が5mm程度となる駆動電圧も従来1KV以上であったものが、400Vとなり『低電圧駆動が可能』となった。
○試作アクチュエータの『発生力は電界印加と共に比例して増加し』し、フィルム厚が200μmの場合に最大の発生力を示し、またフィルムを2枚重ねることで本アクチュエータはピンセットのように『スポンジを掴む』ことが可能となった。
○さらにフラレノール導入PUEフィルムが、加圧あるいは引っ張りに対して顕著な『圧電効果』が発現することが明かとなり、フラレノール導入PUEフィルムは電歪効果および圧電効果の両性質を持つことが分った。フラレノールをを導入していないPUEフィルムは圧電効果を示していないので、今後この圧電効果に関して詳細に検討を加えると共に、新たな応用に向けて研究を行っていく。
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