| 研究課題/領域番号 |
18560249
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| 研究機関 | 和歌山大学 |
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研究代表者 |
土谷 茂樹 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30283956)
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| 研究分担者 |
三輪 昌史 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (40283957)
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| キーワード | 可変焦点レンズ / 液体レンズ / ソフトアクチュエータ / イオン導電性高分子 / イオン導電性高分子金属接合体 / IPMC |
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| 研究概要 |
当初、イオン導電性高分子(Dupont社製Nafion)膜でレンズ本体(液体レンズの袋)を構成し内部に液体を封入すると共に、同膜の一部にイオン導電性高分子膜アクチュエータ(Ionic Polymer Metal Composite:IPMC)を一体的に形成し、レンズ形状を変化させる構造を考案したが、IPMCの発生力が小さくNafion膜を変形できなかった。平成19年度は、PDMS(シリコーン樹脂の一種)を鋳型に流し込み円柱状(φ20×18mm)の袋を作製して内部に液体を封入し、IPMCで加圧する構造のレンズを作製し、焦点距離の変化を確認した。
平成20年度は、作製の容易さとレンズ面(瞳)の加工精度向上を目指し、シリコン微細加工技術により瞳部を作製することにした。シリコン基板にPDMSをスピンコートした後、基板を裏面からPDMS膜に達するまで円形状にエッチングし、瞳部(φ1〜6mm)を作製した。スピンコートにより平坦で厚み(60μm)の均一なPDMS膜が得られた。上記基板とアクリル製の透明容器とをPDMS膜を介して接着し、内部に液体(水)を封入した。瞳を形成したシリコン基板の周囲4箇所をIPMCで加圧し、水圧によりPDMS膜を球面状に変形させた。瞳中央部の変位量は約20μm、焦点距離の変化は250mmであった。
従来のIPMCは水中での駆動であったため、用途が限定された。通常の電解質水溶液に代えてイオン液体(EMIBF4等)を溶媒とするIPMCを作製し、空気中での長時間(3時間)の安定動作を確認した。同IPMCの変位に及ぼす印加電圧や雰囲気湿度の影響を評価し、その駆動メカニズムを考察した。これを元にIPMCの動作が予測するシミュレーションを行う。
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