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

点击翻译按钮获取中文摘要

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．