| 研究課題/領域番号 |
17H03109
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
高分子・繊維材料
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
上原 宏樹 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70292620)
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| 研究分担者 |
山延 健 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40183983)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ポリエチレン / 絡み合い / 架橋 / デバイス / タイ分子 / アクチュエーター / 分子鎖絡み合い / 高分子 / 伸縮 / 高分子構造・物性 |
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| 研究成果の概要 |
ポリエチレンの結晶化では、分子鎖が折り畳まれてラメラ結晶を形成するが、分子鎖絡み合いは非晶相に排除される。ここで、ラメラ結晶は多数の分子鎖で構成されているため、物理的な架橋構造となっている。したがって、これら結晶相と非晶相は、両方とも、試料内に応力を伝達する役割を果たすが、その弾性率は大きく異なっている。
本研究では、これら物理的架橋点である結晶相同士を非晶相内の絡み合い分子鎖が繋ぐ「タイ分子」構造に着目した。具体的には、各種の「その場」計測技術により、タイ分子構造がアクチュエーター性能の源泉となっていることを明らかにした。この知見は、さらに高性能なデバイスの創出に資すると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、介護や荷物搬送などの作業支援を行うことを目的として、身体に装着した状態で人の動きに合わせて動作する「パワーアシストスーツ」の開発が社会的要請となっている。この場合、主要な駆動源として用いられているのは電動モーターであるが、その重量や、動作音、仕組みの複雑さなどが問題となっている。一方、高分子ゲル等から構成される「アクチュエーター」は、柔軟、高伸縮、静音、軽量などの利点を有している。しかしながら、電動モーターに比べて動作荷重が低く、また、ウェット状態でしか動作しない。本研究で対象としたポリマー製アクチュエーターは、軽量かつ、高荷重を、繰り返し持ち上げられると期待される。
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