センサ・回路統合型高分子アクチュエータ素子の開発と小型流体デバイスへの応用

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06275
• 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: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 釜道 紀浩 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (70435642)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 高分子アクチュエータ / 機能性高分子 / ソフトマテリアル

研究成果の概要

イオン導電性高分子・貴金属接合体(Ionic polymer-metal composite: IPMC) と呼ばれる高分子アクチュエータ素子は、柔軟・軽量で成形性にも優れる。低電圧駆動が可能であり、駆動部の小型化が可能である。しかしながら、駆動回路を含めて全体を小型化するためには、電極部の配線や駆動回路の実装が課題となる。本研究では、IPMC表面の電極層を回路基板として利用し、駆動回路を素子上に実装する方法を検討した。回路統合型アクチュエータの構築方法を検証するとともに、流体デバイスなどの小型素子を試作した。

自由記述の分野

ロボット工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電場応答性高分子材料(Electro-active polymer: EAP) に関する研究は、盛んに行われており、応答性や耐久性など実用に近い材料も開発されている。本研究で対象としたIPMCは、アクチュエータとセンサの両機能を有しており、応用の分野は広い。本研究では、IPMCの薄膜、軽量である点や成形性に優れた点を有効利用した先端的応用事例であると考えられる。実用化のためには、電極の取り付けや配線などが課題となるが、本研究での取り組みは、他の材料でも共通の課題解決方法となりうると考える。