導電性高分子によるソフトアクチュエータの開発

使用导电聚合物开发软执行器

• 批准号: 11167268
• 负责人: 金藤 敬一
• 金额: $ 10.75万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11167268/
• 关键词: 生体機能素子; 導電性高分子; ソフトアクチュエータ; バイモルフアクチュエータ; 電解変形; アニオン駆動電解変形; カチオン駆動電解変形; 電気化学的クリープ; 電解伸縮; 電気化学; ポリピロール; ポリアニリン; 収縮力; クリープ; 人工筋肉; ドーパント

導電性高分子ポリピロール(PPy)は、電解重合成膜時の支持電解質調整により、全く相反する二つの伸縮特性、即ち陰極膨張性及び陽極膨張性を示すフィルムを作成可能なことが明らかとなった。これは、ドーピングに寄与するイオンの極性が反転したためとして説明付けられる。これらの相反的な変形を示すフィルムを各レイヤーとして二層構造に配置することにより、両層ともに伸縮活性なバイモルフ型アクチュエータが作成可能であることを見いだした。これは、PPy自立フィルムの両面における正負両イオンがシンクロ的に脱注入することが駆動源と見なされることから、従来型の単層・単イオン駆動型バイモルフアクチュエータと識別する意味で"バイアイオニックアクチュエータ(BIA)"と称される構造体である。従来、バイモルフアクチュエータは伸縮不活性な支持層と伸縮活性な伸縮層との間での自然長変化による共有接合界面での大きな変形ストレスが駆動因子である。ここに提案するBIAは、(1)両層とも伸縮活性であり、同一ポリマーをホストとした断続的な電解重合法により二層構造を形成させるために(2)シームレスな界面を形成するといった特徴を有しており、剥離性問題が無い強靭な接合界面はまた、駆動寿命を飛躍的に増大させる可能性を有している。従って、BIAは、バイモルフ型ソフトアクチュエーターとしてより理想的な駆動機構を有する構造体であり、導電性高分子の有するフィルム変形の機能性を十分に生かした構造体として、今後高い応用性が期待される。

Conductive polymer (PPy) is capable of supporting electrolyte adjustment during electrolytic lamination and full inversion, i.e., both cathode expansion and anode expansion. The polarity of the signal is reversed. This is the opposite of what is possible in a two-layer structure. In this case, the PPy self-supporting structure has a negative number, and the PPy self-supporting structure has a negative number, and the PPy self-supporting structure has a negative number, and the PPy self-supporting structure has a negative number. The elastic inactive support layer, the elastic active layer, and the natural growth between the elastic active layer and the common joint interface have a large deformation factor. The BIA has the following characteristics: (1) the strength of the interface is increased;(2) the strength of the interface is increased; and (3) the mechanical life is increased. The BIA has a structure that is ideal for driving mechanisms, and conductive polymers have a structure that is highly functional in the future.

项目成果

M.Kaneko and K.Kaneto: "Electrochemomechonical deformation in pelyaniline and pely(o-methoxy aniline)"Synthetic Metals. 102. 1350-1353 (1999)

M.Kaneko 和 K.Kaneto：“pelyaniline 和 pely(o-methoxy aniline) 的电化学变形”合成金属。

BD.Malhotra,K.Kaneto etal: "Time of Flight Photocamer Mobilities in LB-Films of Regioregnlar Poly(3-hexylthisphere)"Jpn.J.Appl.Phys.. 38・12A. 6768-6771 (1999)

BD.Malhotra、K.Kaneto 等人：“区域聚(3-己基硫球) LB 薄膜中的飞行时间摄影机移动性”Jpn.J.Appl.Phys.. 38・12A (1999)。

Shyam S.Pandey, Wataru Takashima, Keiichi Kaneto: "Structure-property correlation electrochemomechanical deformation in polypyrrole film"Thin Solid Films. (accepted for publication). (2003)

Shyam S.Pandey、Wataru Takashima、Keiichi Kaneto：“聚吡咯薄膜中的结构-性能相关电化学机械变形”固体薄膜。

Keiichi Kaneto: "The Handbook of Polymers in Electronics"RAPRA Technology LTD. 16 (2002)

Keiichi Kaneto：《电子聚合物手册》RAPRA Technology LTD.

M.Kaneko and K.Kaneto: "Deformation of poly(o-methoxyaniline) Film Induced by polymer Conformation on Electrochemical Oxidation"Polymer Journal. 33・1. 104-107 (2001)

M.Kaneko 和 K.Kaneto：“电化学氧化中聚合物构象引起的聚（邻甲氧基苯胺）薄膜的变形”《聚合物杂志》33・1（2001 年）。