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圧電高分子マルチプリンタによる3次元折り紙構造センサデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02019
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関山形大学

研究代表者

村澤 剛  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (90348467)

研究分担者 西岡 昭博  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50343075)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード圧電高分子材料 / 圧電高分子
研究開始時の研究の概要

3次元任意形状に造形可能な高分子センサデバイスを創成する目標に向けて、申請期間内で、次の3つの課題にチャレンジしていく。
(1)電極作成機能付の圧電高分子マルチプリンタを開発し、圧電高分子フィルムセンサデバイスの作成技術を確立する。
(2)新提案技術の「帯電分子配向法」により、圧電高分子フィルムセンサデバイスの分極処理技術を確立し、その高性能化を試みる。
(3)新提案の「折り紙を応用した3次元構造化の手法」を用いることで、3次元構造の圧電高分子センサデバイスを開発するとともに、その性能を評価する。

研究成果の概要

3次元任意形状に造形可能な高分子センサデバイスの創成をするために、(1)圧電高分子フィルムセンサデバイスの作成技術を確立するとともに、(2)圧電高分子フィルムセンサデバイスの高性能化を試みた。さらに、(3)3次元構造の圧電高分子センサデバイスを開発するとともに、その性能を評価した。最終的に、本技術により、材料創成という視点からのみでは到達不可能な超高性能センサ・アクチュエータデバイスを開発することを目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

プリントに最適な圧電高分子インクを創成するとともに,独自開発の圧電高分子プリンターを用いてプリンテッド圧電高分子フィルムセンサーデバイスの開発をおこなった.新規材料の創成と任意構造に印刷可能なセンサーデバイスの作成の成果は,先端的かつ独自性が高い研究である.また,本研究成果から得られた印刷可能なセンサーデバイスを社会実装することで,SDGsにかかる環境発電技術などに大きく貢献していくことができる.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Twisting and Reverse Magnetic Field Effects on Energy Conversion of Magnetostrictive Wire Metal Matrix Composites2020

    • 著者名/発表者名
      Yang Zhenjun、Wang Zhenjin、Seino Manabu、Kumaoka Daisuke、Murasawa Go、Narita Fumio
    • 雑誌名

      physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters

      巻: 14 号: 10 ページ: 2000281-2000281

    • DOI

      10.1002/pssr.202000281

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Twisting and Reverse Magnetic Field Effects on Energy Conversion of Magnetostrictive Wire Metal Matrix Composites2020

    • 著者名/発表者名
      Zhenjun Yang, Zhenjin Wang, Manabu Seino, Daisuke Kumaoka, Go Murasawa and Fumio Narita
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (RRL)

      巻: 14 ページ: 2000281-2000281

    • DOI

      10.1016/j.mtla.2020.100644

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Poly(vinylidene fluoride) film printing system using solution droplet casting2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Noriyasu、Shiratori Atsuki、Murasawa G
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: - 号: 4 ページ: 044003-044003

    • DOI

      10.1088/1361-665x/ab0842

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電高分子専用デュアルヘッドプリンタ2019

    • 著者名/発表者名
      村澤剛
    • 雑誌名

      設計工学 特集(3Dプリンタの現状とものづくりの未来)

      巻: 54 ページ: 356-359

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インクジェットヘッド搭載圧電高分子プリンタを用いたPVDF フィルムデバイスの印刷2021

    • 著者名/発表者名
      浦山貴行、村澤剛
    • 学会等名
      日本実験力学会 2021年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] その場ラマンスペクトルの開発と速乾性PVDFインクの結晶構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      富山皓生、山田典靖、村澤剛
    • 学会等名
      日本実験力学会 2021年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度PVDF溶液を用いた圧電高分子フィルムの作成2019

    • 著者名/発表者名
      山田典靖,村澤剛,荒木稚子,荒居善雄
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2019 材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プリンタブル圧電高分子インクの創成2019

    • 著者名/発表者名
      村澤剛,鈴木健斗,山田典靖
    • 学会等名
      日本機械学会 2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 村澤研究室ホームページ

    • URL

      http://smart-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/murasawa/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 村澤研究室HP

    • URL

      http://smart-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/murasawa/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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