空中駆動可能なナノカーボン・高分子アクチュエータの開発と応答メカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 24550264
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 寺澤 直弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 主任研究員 (10357543)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 高分子アクチュエータ

研究成果の概要

近年、急速に進む少子高齢化の中、介護、福祉分野での人手不足は深刻な社会問題となっている。このような観点から、人間の筋肉のようにしなやかに動作することが可能な高分子アクチュエータが注目されている。また、タッチパネルに触れたり、スイッチを操作したりした際に、操作時の信頼感を高める技術にも、アクチュエータ技術が注目されている。そこで、応答速度に優れ、大きな曲げや発生力を示す等の優れたアクチュエータ素子を開発する。また電気化学的手法等を用いて、素子の応答メカニズムを解明し、タッチパネルや人工筋肉材料等に適用可能な、これまでの常識を覆す、画期的なアクチュエータの設計指針を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Superior performance hybrid (electrostatic double-layer and faradaic capacitor) polymer actuators incorporating noble metal oxides and carbon black (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 210 ページ: 748-755
  • DOI: 10.1016/j.snb.2014.12.112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical and electromechanical properties of activated multi-walled carbon nanotube polymer actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 雑誌名: Materials Today: Proceedings 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-performance polymer actuators based on poly(ethylene oxide) and single-walled carbon nanotube-ionic liquid-based gels (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、林 優次、古賀智之、東 信行、安積 欣志
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 202 ページ: 382-387
  • DOI: 10.1016/j.snb.2014.05.096
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-performance hybrid (electrostatic double-layer and faradaic capacitor-based) polymer actuators incorporating nickel oxide and vapor-grown carbon nanofibers (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 雑誌名: LANGMUIR 巻: 30 号: 47 ページ: 14343-14351
  • DOI: 10.1021/la503468z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Li ion / vapor grown carbon fiber polymer actuator with higher performance than single-walled carbon nanotube polymer actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、竹内一郎
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 2 号: 1 ページ: 130-135
  • DOI: 10.1039/c3ta13338a
  • 査読あり
• [雑誌論文] High performance polymer actuators based on single-walled carbon nanotube gel using ionic liquid with quaternary ammonium or phosphonium cations and with electrochemical window of 6 V (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 193 ページ: 851-856
  • DOI: 10.1016/j.snb.2013.12.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and electromechanical properties of carbon black/carbon fiber composite polymer actuator with higher performance than single-walled carbon nanotube polymer actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、竹内一郎
  • 雑誌名: ELECTROCHIMICA ACTA 巻: 123 ページ: 340-345
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.12.156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoporous carbon polymer actuator with superior performance to that of single-walled carbon nanotube polymer actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、竹内一郎
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 1 号: 34 ページ: 5272-5276
  • DOI: 10.1039/c3tc30874j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of electrochemical and electromechanical properties of a high performance carbon black polymer actuator and a single-walled carbon nanotube polymer actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 176 ページ: 1103-1109
  • DOI: 10.1016/j.snb.2012.10.103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and electromechanical properties of high-performance polymer actuators containing vapor grown carbon nanofiber and metal oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 176 ページ: 1065-1073
  • DOI: 10.1016/j.snb.2012.10.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superior performance of non-activated multi-walled carbon nanotube polymer actuator containing ruthenium oxide over a single-walled carbon nanotube (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: CARBON 巻: 50 号: 5 ページ: 1888-1896
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2011.12.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superior performance of a vapor grown carbon fiber polymer actuator containing ruthenium oxide over a single-walled carbon nanotube (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 巻: 22 号: 30 ページ: 15104-15109
  • DOI: 10.1039/c2jm30900a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superior performance of manganese oxide/multi-walled carbon nanotubes polymer actuator over ruthenium oxide/multi-walled carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 171-172 ページ: 595-601
  • DOI: 10.1016/j.snb.2012.05.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved performance of an activated multi-walled carbon nanotube polymer actuator, compared with a single-walled carbon nanotube polymer actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 173 ページ: 66-71
  • DOI: 10.1016/j.snb.2012.05.092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and electromechanical properties of high performance polymer actuators using multi-walled carbon nanotubes containing ruthenium oxide (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 雑誌名: SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 巻: 174 ページ: 217-224
  • DOI: 10.1016/j.snb.2012.08.055
  • 査読あり
• [学会発表] High performance polymer actuators based on multi-walled carbon nanotubes containing metal oxide (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 学会等名: 第25回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜情報文化センター（横浜市中区）
  • 年月日: 2015-12-10
• [学会発表] ナノカーボンハイブリッドアクチュエータの研究開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺澤直弘
  • 学会等名: 平成27年度産総研知財普及講演会
  • 発表場所: 名古屋駅前イノベーションハブ(名古屋市中村区）
  • 年月日: 2015-10-07
• [学会発表] ナノカーボン/ポリマーコンポジット薄膜アクチュエータの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: 膜工学サロン
  • 発表場所: 神戸大学（神戸市灘区）
  • 年月日: 2014-09-29
• [学会発表] Electrochemical and electromechanical properties of multi-walled carbon nanotube polymer actuator that surpass the performance of a single-walled carbon nanotube polymer actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 学会等名: E-MRS 2014 Fall Meeting
  • 発表場所: Warsaw POLAND
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] Electrochemical and electromechanical properties of activated multi-walled carbon nanotube polymer actuator that surpass the performance of a single-walled carbon nanotube polymer actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 学会等名: ICDCM 2014
  • 発表場所: Madrid SPAIN
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] High performance polymer actuators based on multi-walled carbon nanotubes containing ruthenium oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、安積 欣志
  • 学会等名: IUMRS-ICA2014
  • 発表場所: Fukuoka University (Fukuoka, JAPAN）
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] High performance of multi-walled carbon nanotube polymer actuator
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: International Conference on Small Science
  • 発表場所: Las Vegas (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] High performance of nano carbon polymer actuator
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: EMN(Energy Material Nanotechnology) East meeting 2014
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] High performance of multi-walled carbon nanotube polymer actuator containing ruthenium oxide over a single-walled carbon nanotube
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、大和健太郎
  • 学会等名: 11th International Conference on Materials Chemistry
  • 発表場所: Birmingham(UK)
• [学会発表] ポリメタクリル酸メチルあるいはポリエチレンオキシドポリマーを用いたカーボンナノチューブ・イオン液体ゲルアクチュエータ
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、林 優次、古賀智之、東 信行
  • 学会等名: 第６２回高分子年次大会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブポリマーアクチュエータの性能を凌ぐ、多層カーボンナノチューブ/金属酸化物アクチュエータ
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘、大和健太郎
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブポリマーアクチュエータの性能を凌ぐ、多層カーボンナノチューブアクチュエータ
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] High performance polymer actuators based on activated multi-walled carbon nanotubes that surpass the performance of those containing single-walled carbon nanotubes
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: IUMRS-ICEM2012
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] Activated multi-walled carbon nanotube polymer actuator that surpass the performance of a single-walled carbon nanotube polymer actuator
  • 著者名/発表者名: 寺澤 直弘
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME2012)
  • 発表場所: 兵庫県淡路市
• [産業財産権] 導電性薄膜、積層体、アクチュエータ素子及びその製造方法 (2016)
  • 発明者名: 寺澤直弘
  • 権利者名: 寺澤直弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-007266
  • 出願年月日: 2016-01-18
• [産業財産権] 導電性薄膜、積層体、アクチュエータ素子及びその製造法 (2013)
  • 発明者名: 寺澤直弘
  • 権利者名: 寺澤直弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-06-20