誘電エラストマの材料、アクチュエータ、センサ及び発電システム等の最新動向

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、各種の巨大ビジネスチャンスが近々訪れるのは間違いない。 　エレクトロアクティブポリマー (EAP) は、電界等を利用して伸長し、かつ力や電気を発生するソフトアクチュエータである。その中でも、誘電エラストマは、CES (米国コンシューマ・エレクトロニクス・ショウ) で、10数年前、金賞を受賞して以来、世界中で最有力視されている。既に米国では、各種の小型アクチュエータの販売を開始し、ゲーム機器や携帯電話等に使用されている。またヨーロッパでは、その標準化を急いでいる
。 CESの展示の60%は、自動車及びその関係のメーカーで、もはや自動車は家電と言われている現在、誘電エラストマは、電気自動車の駆動モータおよび車載用モータとしても俄然注目を浴びている。その理由の一つとして、誘電エラストマ・モータは、出力に対して非常に軽いため、かなりの省エネ効果が見込まれる。 　誘電エラストマは、上記の車関係以外に、自由な形態を持たせたアクチュエータ、センサ、ロボット、介護機器、パワースーツ等の開発が行われている。また発電が可能で、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も発電することができ、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、2年後の実用化を目指している。 　現在では、CNTや金属入りCNTが利用し易くなったため、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。100,000Hzまでドライブ可能で、630%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。また駆動電圧は、0.6Vから数千Vであるが、流れる電流は、2,400Vで0.3μAとかなり小さい。 　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。これに加え、実際に稼働可能なナノサイズ・ポンプも完成した。 　本セミナーでは、誘電エラストマ素材、電極素材、温度特性、寿命、効率、デバイス、その構造や特性及び市場 (車用のモータを含む) についても議論する。

第1部

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・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、求められる素材・特性と構造、製作法や 使用時のポイント
      • 特に誘電エラストマにCNTを用いた場合との比較!
      • 優れた柔軟性と高伝導性を有しかつ透明なCNT誘電エラストマの解説
      • 電極のアノマリー、温度特性、寿命、効率、ヒステリシス等の解説
   2. 誘電エラストマ・アクチュエータの各種デバイスの素材とその応用例
      1. ポンプ、モータ、スイッチなどへの応用
      2. 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)
      3. 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
      4. 医療用デバイスへの応用
      5. 高出力アクチュエータへの挑戦
      6. ロボット、介護機器、パワースーツ等への応用
      7. 車への応用 (特に電気自動車用)
         • 各種用途の詳しい解説および重さに対する出力、効率や発売時期等の解説
      8. 地震から建物を守る誘電エラストマ
      9. 宇宙への挑戦
      10. 素材等の今後の改善点
4. 誘電エラストマのセンサへの応用
   1. 原理・特徴及び求められる素材・特性と構造
   2. 医療、スポーツ、ロボットや車載センサ等への応用
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求められる素材・特性と構造及び その応用例
      1. 小型発電システムとワイヤレスシステムなどへの応用
      2. ウエアラブル発電システム
      3. 車載用発電機 (特に電気自動車用)
         • 車は誘電エラストマ発電の利用の宝庫!
      4. 波発電システムと水産業などへの応用
      5. マイクロ水力発電システムと一次産業への応用
      6. 回転翼を持たない新しい風力発電への挑戦
      7. 廃熱や太陽熱を利用した発電システムへの応用
      8. 誘電エラストマ発電システムの今後の改善点及び将来
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

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

第2部 誘電エラストマ・アクチュエータ、発電素子等のデモ