ケミカルアクチュエータの知能化とケミカルメカニクスの学理構築

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04306
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 前田 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (40424808)
• 研究協力者: 山西 陽子 , 教授
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ゲル / 自律駆動ゲル / ゲルポンプ / ソフトアクチュエータ

研究成果の概要

申請者はこれまで振動化学反応で知られるBelousov-Zhabotinsly反応と刺激応答性高分子ゲルがカップルした系について研究を推進してきた．この系は，一定の条件下においてゲルが膨潤と収縮を自律的に生成する．本研究目的はではこのゲルの応答性を向上させること，知能化することである．申請者はゲルに一定の張力を加えることで，ゲルから大きな仕事を取り出すことができること，適当な外力をゲルに加えることでゲルのダイナミクスを制御できることが分かった．

自由記述の分野

ソフトマテリアル，ソフトロボティクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

このゲルは，物質濃度が振動するBZ反応の化学エネルギーのみを利用し，力学エネルギーに直接変換できる．ゲルを基質溶液に浸漬するとBZ反応が開始し，ゲルの体積振動が誘起される．本研究ではこのゲルの知能化とアクチュエータ化を目的とする．我々が提案してきたシステムの特徴は，従来の金属やシリコンなどでできた電子回路や半導体を有する計算機や機械リンク系のロボットとは大きく異なり，物理化学的な反応や現象によって情報処理系が構築できる．したがって，電気を一切必要としない新原理に基づくデバイスとなり新しい機械の創造へ繋がる．