| 研究課題/領域番号 |
19H02094
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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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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
佐々木 実 岐阜大学, 航空宇宙生産技術開発センター, 特任教授 (20183379)
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| 研究分担者 |
新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20402216)
内藤 圭史 岐阜大学, 工学部, 助教 (50759339)
玉川 浩久 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60324282)
永井 学志 岐阜大学, 工学部, 准教授 (90334359)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
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| キーワード | ソフトアクチュエータ / 誘電エラストマーアクチュエータ / マイクロ・ナノコンポジット / スーパーキャパシタ / 高発生力化 / コンポジット / チタン酸バリウム / ナノクレイ / カーボンナノチューブ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ソフトアクチュエータである誘電エラストマーアクチュエータの実用化を阻む本質的問題点は低発生力にあり，この問題を解決するために、「高剛性化」に加え，「低起動電界化」，「高絶縁耐力化」に基づく入力電界範囲拡張により大発生力を実現する．下記3テーマを軸とする．
【テーマ1】高誘電粉体のマイクロコンポジットによる高剛性化・低起動電界化
【テーマ2】ナノクレイのナノコンポジットによる変形層の高絶縁耐力化
【テーマ3】電極層のスーパーキャパシタ化による低起動電界化（先行研究成果の発展）
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| 研究成果の概要 |
チタン酸バリウム（BaTiO3）を充填しナノクレイ（NC）を添加した誘電エラストマー（ポリウレタン：PU）において，界面活性剤の添加がBaTiO3やNCの分散性，誘電率や絶縁破壊電場，DEA 性能に与える影響に関し調査した．チタン酸バリウム充填ポリウレタン（BaTiO3/PU）の8V/μmでのひずみは，界面活性剤添加系においてBaTiO3の複合によって無充填PUのそれよりも大きくなることが分かった．また，NCを添加したチタン酸バリウム充填ポリウレタン（BaTiO3/NC/PU）の絶縁破壊電場は，界面活性剤無添加系においてNCの添加によってBaTiO3/PU のそれよりも高くなることが分かった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，ソフトアクチュエータの一種である誘電エラストマーアクチュエータ（DEA）の実用化を阻む本質的問題点（低発生力）を解決することを目的に，「高剛性化」，「低起動電界化」，「高絶縁耐力化」に基づく入力電界範囲拡張を目指すものである．また、同時に機械的動特性と電気的特性も明らかにし、セルセンシング・アクチュエーションの可能性も明らかにした。これらの得られた知見は複合系DEA の現象理解を促進しうるものであり、センサーとアクチュエータ両方の機能をもった革新的なソフトアクチュエータとしての可能性を示した。
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