電界紡糸法を用いた多孔質材料の創製と静電型ソフトアクチュエータの開発
【研究分野】知能機械学・機械システム
【研究キーワード】
エラストマー / 多孔質 / ソフトアクチュエータ / ゴム / 静電アクチュエータ / 誘電エラストマー / ゴムアクチュエータ
【研究成果の概要】
エラストマを電極で挟み，電極に電圧をかけると静電力によってエラストマーの変位が生じることが知られている．近年，この現象を利用した電場応答型の人工筋肉や触覚センサ等のアプリケーションに関する研究が盛んに行われている．このような静電型アクチュエータは柔軟で弾性を持つこと，応答性が優れている．エラストマーは非線形な応力-歪特性を有するため，エラストマを用いた静電型アクチュエータには予ひずみをかけなければ大きな変形を取り出すことはできない．さらに従来のアクチュエータでは収縮型の応答を示さなない．本研究では，収縮型の応答を示し，予歪が必要ないアクチュエータの設計を多孔質材料を用いて目指した．
【研究の社会的意義】
誘電エラストマーアクチュエータは次世代型ソフトアクチュエータとして期待されている．収縮型のエラストマーアクチュエータを設計することができれば，これまでにない応用展開が期待される．特にソフトロボットやウェアラブルデバイスへの応用展開がきたいされる．本研究では多孔質材料に着目し収縮型ソフトアクチュエータの実現を目指した．多孔質材料の応力歪特性に関する実験研究は報告されているが，これらをアクチュエータとして活用するための条件を理論的に明らかにするとともに，実験的に理想的な多孔質材料の設計方法を探求した．将来的にはアクチュエータだけでなくセンサなど様々な領域へ展開できることが分かった．
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)