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エレクトレットを用いた超薄型口腔内発電システム

使用驻极体的超薄口腔内发电系统

基本信息

批准号：
21J13262
负责人：
市川健太
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，マウスガード型センサ等口腔内デバイスの電池に代わる電源として，人間の咬合力をエネルギー源とした口腔内発電システムを提案している．提案システムは，電荷を半永久的に保持するエレクトレットと誘電エラストマーを積層した薄型発電シートをマウスガード内部に埋め込むことで，日常生活中に作用する咬合力から静電誘導を利用して発電する．本年度はまず，昨年度までに確立した発電シート等価回路モデルに基づく発電シートの発電量最大化設計を実施し，厚さ82μmの薄型発電シートを試作した．本シートを埋め込んだマウスガード型デバイスを試作し，人間の咬合力を模擬可能な実験装置によってその発電性能を評価した結果，周波数1Hz，最大圧縮圧0.85MPaの咀嚼時相当の圧縮条件下で平均2.5μWの発電量を達成した．口腔内発電システムとしての実用を想定し，コンデンサへの蓄電性能についても同様に評価した結果，マウスガード型センサで計測したデータを約5分毎に外部デバイスへと送信可能な蓄電性能を有することを確認した．さらに，試作したマウスガード型デバイスを咬合力センサとして利用することを想定し，発電シートに負荷される咬合力とその際の出力電圧との関係を発電の機序に基づき理論的に導出することで，出力電圧から咬合力を推定可能な逆モデルを構築した．別途試作した厚型発電シートを用いた実験で，発電シートに負荷された圧縮力を，構築した逆モデルを用いて精度よく推定可能であることを確認した．その後，発電シートを埋め込んだマウスガード型デバイスに対しても同様に，試作した実験装置によって圧縮負荷を与えた場合でも，厚型試作シートと同様に逆モデルを用いて精度よく圧縮力を推定可能であることを確認した．これらの研究成果について，2報の国際学術誌への論文掲載，2件の学会発表を行った．

In this study, in the oral cavity, the battery was used as a substitute for the source of electricity, and the human bite force was used in this study. in this study, in this study, in the oral cavity, the battery was used in the oral cavity, and the human bite force was used. The semi-permanent battery is used to keep the battery in the middle of the day. In daily life, the bite force is used to guide the use of the battery. This year's election Last year, we made sure that the electric power maximization design was implemented in the circuit, such as the equipment, and the thick 82 μ m thin model was used as the generator. This equipment is used for the safety of the equipment, and the human-to-human occlusal force model may be used to verify the performance performance of the device. The cycle number is 1Hz. The maximum temperature is equivalent to 2.5 μ W under the condition of chewing the maximum 0.85MPa. The average temperature is 2.5 μ W under the condition of chewing. The temperature in the mouth is determined by the use of the device, and the storage performance is the same as the results of the test. It is possible that the performance of the message may be in the form of a confirmation of the performance of the message. it is possible that the performance of the message may be good for the delivery of the message. There is a negative correlation between the bite force and the bite force, which is derived from the basic theory of the mechanical theory. It is presumed that there may be an adverse effect on the occlusal force. In other ways, it is necessary to use a heavy duty machine to use a heavy load. It is possible to deduce that it is possible to confirm the accuracy of the device by using the accuracy parameter. After that, you may know that it is possible to use the device to determine the accuracy of the device. The thick model is used to deduce that it is possible to make sure that the results of the research are accurate, and that the results of the study are not valid.