PVCゲル人工筋肉の低電圧駆動に関する研究

本研究は、PVCゲルアクチュエータの駆動に必要な電圧の低下を目的とする。現在PVCゲルアクチュエータの駆動に数百Vの印加電圧を必要としている。より安全なアクチュエータを創出するためには更なる低電圧化が必要である。本研究の目的を達成するために、次の研究を実施した。①PVCの重合度の異なるアクチュエータを作製、特性を評価した。②異なる種類の可塑剤を用いてPVCゲルを作製しアクチュエータの特性を評価した。③PVCと可塑剤の組成比を変化させてアクチュエータを作製し、その特性を評価した。いずれもPVCゲルアクチュエータは積層型アクチュエータであり、サイズは10㎜×50㎜の3層構造のものを作製した。10Vから100Vまで10V刻みに電圧を印加しその挙動を観察した。①～③までの結果を踏まえ、低電圧化に効果的なPVC重合度、可塑剤の種類、組成比について考察した。次の研究結果が得られた。①重合度3800のPVCで作製したアクチュエータは100V印加時に約3.2％の変位が得られた。重合度400のPVCの場合は約1％の変位であった。②可塑剤DESeb（セバシン酸ジエチル）、DEA（アジピン酸ジエチル）、DBA（アジピン酸ジブチル）の3種類のアクチュエータについて印加電圧と変位の関係を求めた。その結果、DBA＞DEA＞DESebの順で変位量が変化した。③可塑剤の量を変化させて特性を測定した。PVC：DBA＝1:4の場合と1:8の場合を比較した。100V印加時の収縮率が、1：4の場合3.2％、1:8の場合には4.５％となった。以上より、PVC重合度については重合度の大きい方が、大きな変位となった。可塑剤はDBAがDEAやDESebよりも大きな変位が得られた。組成については、可塑剤量が多いほど変位量が大きい傾向になったが、どの程度まで増加させられるかは今後の課題である。

本研究は、PVCゲルアクチュエータの駆動に必要な電圧の低下を目的とする。現在PVCゲルアクチュエータの駆動に数百Vの印加電圧を必要としている。より安全なアクチュエータを創出するためには更なる低電圧化が必要である。本研究の目的を達成するために、次の研究を実施した。①PVCの重合度の異なるアクチュエータを作製、特性を評価した。②異なる種類の可塑剤を用いてPVCゲルを作製しアクチュエータの特性を評価した。③PVCと可塑剤の組成比を変化させてアクチュエータを作製し、その特性を評価した。いずれもPVCゲルアクチュエータは積層型アクチュエータであり、サイズは10㎜×50㎜の3層構造のものを作製した。10Vから100Vまで10V刻みに電圧を印加しその挙動を観察した。①～③までの結果を踏まえ、低電圧化に効果的なPVC重合度、可塑剤の種類、組成比について考察した。次の研究結果が得られた。①重合度3800のPVCで作製したアクチュエータは100V印加時に約3.2％の変位が得られた。重合度400のPVCの場合は約1％の変位であった。②可塑剤DESeb（セバシン酸ジエチル）、DEA（アジピン酸ジエチル）、DBA（アジピン酸ジブチル）の3種類のアクチュエータについて印加電圧と変位の関係を求めた。その結果、DBA＞DEA＞DESebの順で変位量が変化した。③可塑剤の量を変化させて特性を測定した。PVC：DBA＝1:4の場合と1:8の場合を比較した。100V印加時の収縮率が、1：4の場合3.2％、1:8の場合には4.５％となった。以上より、PVC重合度については重合度の大きい方が、大きな変位となった。可塑剤はDBAがDEAやDESebよりも大きな変位が得られた。組成については、可塑剤量が多いほど変位量が大きい傾向になったが、どの程度まで増加させられるかは今後の課題である。