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イオン液体を包括させた高分子イオンゲルアクチュエタ材料の開発

含离子液体的聚合物离子凝胶致动器材料的研制

基本信息

批准号：
17040016
负责人：
渡邉正義
金额：
$ 4.61万
依托单位：
Yokohama National 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

项目摘要

イオン液体を高分子網目中に閉じ込めた「イオンゲル」を電解質に用い、両面に電極を装着することで高分子アクチュエータに適用してきた。イオンゲルの作製法として、網目高分子をイオン液体中で合成する「その場重合法」、高分子のゾルゲル転移を利用した「ゾルゲル法」を見出した。さらに種々の炭素材料を電極に用いアクチュエータ特性(変位量、変位速度、周波数依存性、繰り返し特定など)を検討した結果、炭素電極は、表面積が大きく、電子伝導性が高く、アスペクト比の大きな形状を持つことが望まれることを見出した。これはこのアクチュエータの動作原理とイオンゲル/炭素電極界面に形成される電気二重層の充放電現象が密接に係わっているためである。カーボンナノチューブは上記特性を満足するが高価である。カーボンナノチューブと安価で非常に表面積の広い活性炭を併用することにより、比較的特性の優れたアクチュエータを創製することができた。今年度はアクチュエータの動作原理の検討に特に力点を置いた。電解質であるイオン液体構造を変化させた結果、イオン伝導度が高いイオン液体を含むイオンゲルアクチュエータが、大きな変位を示すことを明らかにした。またイオン液体を構成するイオンのサイズに関わらず、全て陽極方向に変位する現象を見出した。これに対応して、電極/電解質界面に形成される電気二重層容量が常にカチオン分極の場合の方が大きいことを見出した。アクチュエータの駆動力は、この電気二重層容量の違いが界面の状態を陽極側、陰極側で相違させることに起因すると考察した。さらに、新しいイオンゲルの作製法として、イオン液体に対して親和性のあるセグメントと親和性のないセグメントからなるABA型ブロック共重合体を合成してイオンゲル化を検討した結果、イオン液体が親和性のあるセグメントに選択的に相溶した海島構造を形成し、熱可塑性弾性体として得られることを見出した。

The polymer mesh is closed, and the electrolyte is installed. The preparation method of polymer and the method of polymer transfer were introduced. The carbon electrode has a large surface area, a high electron conductivity, and a large shape ratio. The operation principle of this kind of electrode is that the electric double layer is formed at the interface of carbon electrode, and the electric double layer is closely connected.カーボンナノチューブは上记特性を満足するが高価である。The characteristics of activated carbon are different from those of other activated carbon. This year, the special force point is set in the discussion of the action principle of the machine. Electrolyte, liquid structure, conductivity, conductivity The phenomenon of liquid composition in the anode direction was observed. The electrode/electrolyte interface is formed, and the capacity of the electric double layer is constant. The cause of the phase difference between the anode side and the cathode side was investigated. A new method for preparing a novel liquid phase copolymer was developed. The results of the synthesis and analysis of the ABA-type polymer complex show that the liquid phase copolymer has a high affinity for the polymer. The formation of an island-like structure and the formation of a thermoplastic polymer are also reported.