誘電性エラストマー

熊田茂雄

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テーマ:材料技術

 誘電性エラストマー (Dielectric elastomer)は、電場により大きなひずみ(400%を超える)を生成するエラストマー(柔軟性と弾性をもち射出成形が可能な高分子素材)です。

 誘電性エラストマーはマクスウェル応力(電磁場の運動量の流れの密度)を利用して電気エネルギーを直接運動エネルギーに変換することができるものです。

 誘電性エラストマーは、軽量で高い弾性エネルギー密度を持ちます。誘電性エラストマーの電場駆動では、電流値はnAからμAの範囲で、熱損失がほとんどないと言われており、駆動電場は高い(数千ボルト)が、エネルギー効率は高いといわれています。

 現在のところ、大変形を誘起するのに適しており、逆に外部から力を加えて変形させ、発電に使用されることも可能であるとのことです。実際に運動量として取り出す機構については今も研究中であり、様々な構想が存在します。

 この誘電性エラストマーの用途を考えるとき、これをアクチュエータとしてみた場合、現行のアクチュエータの代表であるモーターが不得意とする物体の伸縮による動きを簡単に実現できそうなものであり、その具体的な用途としては、玩具、電気リレー、義肢やぜん動ポンプ(蠕動ポンプ;流体を圧送するために使用されるポンプ)などが挙げられます。例えば、誘電エラストマー型人工筋肉を採用すると、モーターよりも自然な動きを実現することが予想でき、このため、特にロボットの分野において有効なアクチュエータとなることが期待されてます。

(参考ブログ)
https://www.pec-kumata.com/post/dielectricelastomer

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熊田茂雄
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熊田茂雄(生産技術コンサルタント)

PEC-KUMATA 生産技術コンサルタント

工程設計や工場管理に40年以上従事した現場経験をもとに、生産技術コンサルティングを提供。品質改善や生産性向上などQCD課題の改善策とあわせて、先端技術や異分野を取り入れた技術方向性もアドバイスします。

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