| 研究課題/領域番号 |
18H03868
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
岩瀬 英治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)
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| 研究分担者 |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
舘 知宏 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50586740)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 折り紙 / 切り紙 / フレキシブルデバイス / 機械的メタマテリアル |
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| 研究実績の概要 |
2019年度は、昨年度に確立した基板材料・加工方法を基盤として、繰り返し伸縮や曲面への貼付を想定した切り紙・折り紙構造を有するデバイスの製作を行い、その特性を評価した。
繰り返し伸縮可能な機構に対しては、岩瀬グループが主体となり、エラストマを基板全体やヒンジ部に用いる方法を検討した。切り紙構造によって伸張性能を持たせた金属箔は繰り返し変形させるとたわみが生じる事が問題であるが、これをプレストレッチ状態のままエラストマで封止する事で、繰り返し伸縮可能な基板として利用できることを示した。また、応力を持った状態のエラストマと金属材料を貼り合わせ、その後応力を開放する事でヒンジを製作し、そのヒンジを繰り返し伸縮可能な構造として利用する事を検討した。
曲面貼付が可能な折り構造の検討とそのデバイス化については、岩瀬グループと舘グループが共同して研究を行った。具体的には、熱収縮フィルムであるポリオレフィンを用いたSelf-foldingメカニズムで、平行な2平面を持つ折り構造であるExtruded miura-oriを折り上げることに成功した。また、折り上げたデバイス中の一部の面を取り除くことによって構造全体の自由度を上げ、曲面への貼り付けを実証した。
3グループが共同で行った研究では、高い曲率でSelf-foldingを行うのに効果的な収縮領域の形状を実験的に検討した。ここで用いたSelf-folding機構は、黒インクがパターンされた熱収縮シートに赤外線を照射し、選択的に熱収縮させシートを折り上げる方法である。シートの幅方向のみに収縮領域がある場合と、長手方向にも収縮線を持たせた場合とを比較し、後者の方がより高い曲率を得られる事を実験的に確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画の通り、昨年度に確立した基板材料・加工方法を基盤として、繰り返し伸縮や曲面への貼付を想定した切り紙・折り紙構造を有するデバイスの製作と評価を行うことができたため。また、個々のグループでの研究が進んだだけではなく、それぞれのグループの強みを生かした共同研究成果が得られ、査読有国際学会への採択等、当初の計画以上の成果を得たため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、今年度製作・評価を行った繰り返し伸縮や曲面への貼付可能な機構のフレキシブル電子デバイスとしての有用性を示すため、センサやLEDといった電子素子を実装した状態でのデバイス評価を行う。
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