誘電エラストマの構造・製作と応用技術および将来展望

最近、電界等を利用して伸長し、または力や電気を発生するエレクトロアクティブポリマー (ソフトアクチュエータ) を世界中で研究・開発が激化している。これらのデバイスを用いることで、SFの世界で繰り広げてきた話が俄然現実味を帯びてきた。 　極近い将来、事故等で障害を負った方が、普通の人より、数段優れた活動が可能になり、自動車等が500gの誘電エラストマ (ソフトアクチュエータの代表的存在) で動く日が来ると、千葉は確信している。また、地震による建物の倒壊を防ぐ誘電エラストマも市場に現れると考えられている。この方法を用いると、船も揺れなくなる。 　誘電エラストマは、各種アクチュエータ、センサ、モータ、ロボット、介護機器、パワースーツ等への応用以外にも、発電現象を利用することで、既存のデバイスでは発電することが難しい、緩やかな運動エネルギーで発電することが可能で、自然エネルギーをはじめ、人や動物・乗り物・建物などの動きから電気が得られることから、幅広い分野への応用が大いに期待されている。 　現在では、0.1gの誘電エラストマデバイスで、2kgの重りを、5mm程持ち上げることが可能となり、上記で述べた高出力が要求される各種アプリケーションへの応用が実現できるレベルとなった。また、100,000Hzまでドライブ可能で、600%まで変形する!アクチュータ効率は、実測値で、81%、発電効率は、72%である。これらのデバイスは、近年、ガラスと同等の透明度になり、応用先が更に広がった。駆動電圧は、1Vから数千ボルトであるが、流れる電流は、2,400Vで0.3μAとかなり小さい。

• 誘電エラストマが実現する10年後の社会に必要な6つのキーワード:
  • レアアースに依存しない社会
  • CO2フリーのエネルギー社会
  • 身障者に優しい社会
  • 水と食料が完全に確保される社会
  • 医療自動化による医療格差の克服
  • 危険作業や介護用ロボット化社会

1. 人工筋肉型アクチュエータの現状
   1. エレクトロアクティブポリマー (EAP) 概論
   2. イオンや磁気などを利用したエレクトロアクティブポリマーとその特徴
   3. 電気を利用するエレクトロアクティブポリマーとその特徴
   4. 誘電エラストマの開発の歴史
   5. 誘電エラストマトの比較
2. 日本および海外の研究開発動向
3. 誘電エラストマー・アクチュエータの進化と今後
   1. アクチュエータの動作原理、構造、製作法や使用時のポイント
   2. 誘電エラストマ・アクチュエータの各種デバイスとその応用例
   3. ポンプ、モータ、スイッチなどへの応用
   4. スマートマテリアルなどへの応用 (マイクロ工場への応用など)
   5. 指向性を有したスピーカ、ソナー、ノイズリダクション・システムなどへの応用
   6. 医療用デバイスへの応用
   7. 高出力アクチュエータへの挑戦
   8. ロボット、介護機器、パワースーツ等への応用
   9. 地震から建物を守る誘電エラストマ
   10. 宇宙への挑戦
4. 誘電エラストマのセンサへの応用
   1. 原理・特徴
   2. 医療、スポーツ、ロボットや車等への応用
5. 高効率人工筋肉発電システムへの応用
   1. 発電システムの動作原理と今後
   2. 誘電エラストマ発電システムとその応用例
   3. 小型発電システムとワイヤレスシステムなどへの応用
   4. ウエアラブル発電システム
   5. 波発電システムと水産業などへの応用
   6. マイクロ水力発電システムと一次産業への応用
   7. 回転翼を持たない新しい風力発電への挑戦
   8. 廃熱や太陽熱を利用した発電システムへの応用
   9. 誘電エラストマ発電システムの将来
6. 誘電エラストマの駆動体験および今後の展開
   1. 誘電エラストマの今後の展開
   2. 誘電エラストマ・アクチュエータ、発電素子等のデモを実施
   3. 誘電エラストマを今後自社で研究・開発をしたい企業・研究機関への支援
• 質疑応答