柔軟で高発生力・高変位特性を有する配向CNT複合材料マイクロアクチュエータの創製

创建柔性的、具有高作用力和高位移特性的定向碳纳米管复合微致动器

• 批准号: 15H06025
• 负责人: 白須 圭一
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-08-28 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06025/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 複合材料; マイクロアクチュエータ

研究1．本年度は触媒量，合成時間および圧力を制御パラメータに設定した多層CNT (MWCNT) 合成と，ラマン分光分析，SEM観察およびTEM観察によるMWCNTの幾何学的形状と結晶性の評価を行った．触媒量および圧力を制御することでMWCNTの結晶性と直径を制御することができることがわかった．本年度は，MWCNTの直径がMWCNTおよび複合材料のヤング率および線膨張係数に及ぼす影響を評価するために，結晶性は同程度であり直径の異なる2種類のMWCNTの合成と評価を重点的に行った．研究2．上記の知見に基づいて直径の異なる2種類のMWCNTを用いて配向MWCNT/高分子複合材料を作製し，複合材料のMWCNT配向方向のヤング率と線膨張係数の評価を行った．複合材料のヤング率については，MWCNTの直径の影響は認められなかったものの，太径のMWCNTを添加した複合材料は細径のMWCNTを添加したそれに比べて線膨張係数が小さいことが明らかとなった．また，ここで得られた実験結果に基づいてMWCNTのヤング率と軸方向の線膨張係数の推定モデルを構築することで，MWCNTのヤング率と線膨張係数の値を導出することに成功した．研究3．研究2の実験で得られたMWCNTのヤング率と線膨張係数の値を用いてアクチュエータの第2層の成膜条件の検討を行った．その結果，Zn層あるいはAl層を成膜することで変位と発生力が大きなアクチュエータを作製できることがわかった．現在，シリコンウエハ上にZn層を成膜した後にMWCNTの合成を行う手法ならびにZn層の成膜後に配向MWCNTシートを重ねあわせる手法を用いて金属層と複合材料層の積層材料の作製を進めている．

Study 1. This year, the amount of catalyst, the time of synthesis, the pressure control, the setting of multilayer CNT (MWCNT) synthesis, the spectroscopic analysis, the SEM observation and the TEM observation, the geometric shape and crystallinity of MWCNT were evaluated. The amount of catalyst and the pressure are controlled. The crystallinity and diameter of MWCNT are controlled. This year, MWCNT diameter and MWCNT composite material growth rate and linear expansion coefficient of the evaluation of the impact of the two kinds of MWCNT crystallization, different degrees of the evaluation of the focus. 2. The preparation of MWCNT/polymer composites with different diameters of MWCNTs and their alignment and linear expansion coefficient were studied. The effect of MWCNT diameter on composite material expansion coefficient is also discussed. The results of this study were based on the estimation of MWCNT's linear expansion coefficient in the axial direction and the construction of MWCNT's linear expansion coefficient. Study 3. In Study 2, we obtained the values of MWCNT growth rate and linear expansion coefficient, and discussed the film formation conditions of the second layer. As a result, the Zn layer is formed into a film, and the Al layer is formed into a film. Now, after the Zn layer is formed, the MWCNT synthesis method is carried out. After the Zn layer is formed, the MWCNT alignment method is carried out. After the Zn layer is formed, the MWCNT alignment method is carried out.

项目成果

配向カーボンナノチューブ/エポキシ複合材料の熱膨張特性評価とその応用に関する研究

定向碳纳米管/环氧复合材料热膨胀特性评价及其应用研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Keiichi Shirasu;Go Yamamoto;Toshiyuki Hashida;中村彰宏，白須圭一，玉木格，山本剛，橋田俊之
• 通讯作者: 中村彰宏，白須圭一，玉木格，山本剛，橋田俊之

Preparation and characterization of carbon nanotube composites

碳纳米管复合材料的制备及表征

• 发表时间: 2016
• 作者: Keiichi Shirasu;Go Yamamoto;Toshiyuki Hashida
• 通讯作者: Toshiyuki Hashida

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