| 研究課題/領域番号 |
11792009
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| 研究種目 |
地域連携推進研究費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
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| 研究分担者 |
松本 實 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (30006043)
小濱 泰昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60006202)
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
山家 智之 東北大学, 加齢医学研究所, 助教授 (70241578)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | ペルチェ素子 / 形状記憶合金 / ペルチェ運動素子 / 熱電運動素子 / 能動カテーテル / 人工補助心筋 |
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| 研究概要 |
本研究では、電気で熱を移動させるペルチェ素子と、温度によって形状が変化する形状記憶合金を融合させた新しいアクチュエータである熱電運動素子を開発し、医療・福祉産業への応用展開を行うことを目的としている。
平成11年度(計画初年度)は、素子を構築する材料の選択、素子の設計および制御システムの構築を行った。
平成12年度は構築したシステムを用いて素子の性能評価を行い、素子に求められる基本性能、制御特性、改良点等を抽出し、素子の更なる改良を行った。
平成13年度(計画最終年度)は、前年度までの研究成果を基にして素子を用いた技術を先端技術産業に展開した。素子を用いたセンサーや駆動機構を、構造材料と一体化して制御システムと共に最適運用することで、医療や福祉産業における新産業が創出できる技術に発展可能なレベルまで素子の完成度を高めた。また、人工補助心臓や能動カテーテルの生体実験を充実させ、より小型高効率で機動性の高い医療機器への発展を進めた。
より小型のマイクロマシン用アクチュエータの製作を行い、アクチュエータの動的温度変化のその場計測、素子と形状記憶合金の微視的熱移動の観察を行った。また、より小型となった素子の伝熱学的最適化と機械および電気特性の最適化を進めるとともに、素子の温度制御と温度計測をより精度良く行い、動作性の向上を図った。
実用レベルの能動カテーテルの開発や、人工筋肉を人工補助心臓に取り付けて、心臓内部の流動特性の計測を行った。また、これらの医療機器を動物に装着して、動物実験を行った。さらに、より小型のマイクロマシンへのアクチュエータの応用を検討した。
以上により、マイクロマシン技術を駆使して素子を用いて小型駆動機構を可能にし、広い範囲の産業に応用できるような研究開発が推進できた。
以上の結果から、研究計画に対して100%以上の目標が達成された。
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