さまざまな運動挙動を示す磁性ゲルのアクチュエータへの応用

表现出各种运动行为的磁性凝胶在执行器中的应用

• 批准号: 17040007
• 负责人: 三俣 哲
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Yamagata University
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17040007/
• 关键词: 高分子ゲル; 磁性ゲル; アクチュエータ; マイクロバルブ; 磁場; 貯蔵弾性率; 磁化測定; 磁場の印加; 磁性微粒子; 磁化

ドリル状の磁性ゲルを作成した。このゲルは、カラギーナンゲルを鋳型とするアルギン酸ゲルである。アルギン酸ゲルはゲル化が瞬時に起こるため、ゲルの加工はほとんどできなかった。本研究で初めて複雑な形状を有するアルギン酸磁性ゲルが得られた。ポンプを構成する回転子は、螺旋状に加工されている。直径が3mmのとき、毎分300mlで送液することができる。ドリル型に成形された磁性ゲル(直径φ3.8-5.5mm、長さ20-45mm)を用いて送液ポンプを試作した。このポンプは回転磁場により駆動する。非接触で駆動するためチューブの劣化がなく、ポンプ全体が小型化できた。流量はゲルローターの回転数に伴い増加した。最大送液量は5000rpmで28ml/minとなった。回転子の直径が800μm程度になると送液効率が極端に低下することが問題点である。ポリビニルアルコールゲルに四三酸化鉄を分散させたゲルバルブを作成した。グルタルアルデヒドにより化学架橋したゲルである。直径1mmのテフロンチューブを鋳型とした。得られたゲルバルブを直径800μmの流路の脇にセットした。永久磁石をバルブに近づけると、瞬時に流路が塞がれ、送液が止まる。ゲルが磁石に引き寄せられ、物理的に流路を塞ぐ。開閉によるバルブの応答時間は、低水圧(0.3MPa)のときは架橋密度に依存せず、高水圧では架橋密度が高いと2回目以降の応答が悪くなることがわかった。バルブを閉じているとき、架橋密度が高くなると、低水圧で漏れ流量が多くなることがわかった。

The ドリ ring-shaped magnetic ゲ た を を を is made into た た. こ の ゲ ル は, カ ラ ギ ー ナ ン ゲ ル を type where と す る ア ル ギ ン acid ゲ ル で あ る. ア ル ギ ン acid ゲ ル は ゲ ル が instantaneous に, scaling こ る た め, ゲ ル の processing は ほ と ん ど で き な か っ た. At the beginning of this study で め て complex 雑 な shape を す る ア ル ギ ン acid magnetic ゲ ル が have ら れ た. Youdaoplaceholder0 プを プを form する gyrons 転 and helical に processing されて る る. Diameter: が3mm, と とが, 300ml per minute, で liquid delivery: する とがで とがで る る る. Type ド リ ル に forming さ れ た magnetic ゲ ル (diameter from 3.8 to 5.5 mm, long さ 20-45 mm) を with い て send liquid ポ ン プ を attempt し た. The 転 ポ ポ プ プ returns to the 転 magnetic field によ プ 駆 moves する. Non-contact で 駆 dynamic す る た め チ ュ ー ブ の degradation が な く, ポ ン プ all が miniaturization で き た. The flow rate ゲ ゲ ロ タ タ タ <s:1> <s:1> return 転 number に accompanied by a た increase た た. The maximum liquid delivery volume is で 5000rpmで28ml/minとなった. The diameter of the 転 sub-stage が800μm degree になると liquid delivery efficiency が extreme に low する する とが problem point である. ポ リ ビ ニ ル ア ル コ ー ル ゲ ル に.543 slugging acidification iron objects を scattered さ せ た ゲ ル バ ル ブ を made し た. Youdaoplaceholder0, タ, ア, デヒドによ and <s:1> chemical bridging, である, たゲ, である, である. Diameter: 1mm テフロ テフロ チュ ブを ブを ブを casting: と た た. We have a られたゲ, バ, バ, ブを with a diameter of 800μm, a <s:1> flow path <e:1>, 脇にセット, <s:1>, た. The permanent magnet をバ ブに ブに is close to づけると, the instantaneous に flow path が is blocked がれ, and the liquid delivery が stops まる. Youdaoplaceholder0 が が magnet に leads に to せられ, physical に flow path を plug ぐ. Open and close に よ る バ ル ブ の 応 は answer time, low water 圧 (0.3 MPa) の と き は に bridge density dependent せ ず, high water 圧 で は bridge high density が い と 2 in pa2 の 応 answer が 悪 く な る こ と が わ か っ た. バ ル ブ を closed じ て い る と き wires, high density が く な る と, low water 圧 が で れ leakage flow more く な る こ と が わ か っ た.

项目成果

Giant Reduction in Dynamic Modulus of k-Carrageenan Magnetic Gels

k-卡拉胶磁性凝胶的动态模量大幅降低

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Phys.Chem. B,110
• 作者: Tetsu.Mitsumata;Kazuki Sakai;Jun-ichi Takimoto
• 通讯作者: Jun-ichi Takimoto

コンポジットゲルのレオロジー

复合凝胶的流变学

• 发表时间: 2006
• 期刊: 高分子 54・7
• 作者: Tetsu Mitsumata;Kazuki Sakai;Jun-ichi Takimoto;三俣 哲;三俣 哲
• 通讯作者: 三俣 哲

コンポジットゲル

复合凝胶

• 发表时间: 2006
• 期刊: 工業材料 54・1
• 作者: Tetsu Mitsumata;Kazuki Sakai;Jun-ichi Takimoto;三俣 哲
• 通讯作者: 三俣 哲

Thermosensitive solutions and gels consisting of poly(vinyl alcohol) and sodium silicate

由聚乙烯醇和硅酸钠组成的热敏溶液和凝胶

• 期刊: Materials Letters (in press)
• 作者: Tetsu.Mitsumata;Hiroyuki Kawada;Jun-ichi Takimoto
• 通讯作者: Jun-ichi Takimoto

Rheological Characteristics and Magnetization Effects of Magnetic Gels

磁性凝胶的流变特性和磁化效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 31[3]
• 作者: Tetsu Mitsumata;Kazuki Sakai;Jun-ichi Takimoto
• 通讯作者: Jun-ichi Takimoto