ソフトトランスデューサ用誘電性電気活性ポリマー

ソフトトランスデューサとは？

エラストマーを用いたアクチュエータやセンサーなどのデバイスは様々な新しい用途への展開が期待されています。誘電性のエラストマーやゲルは、その弾性や柔らかさを活かしてソフトトランスデューサの主要な構成要素として重要な役割を果たします。誘電性エラストマーやゲルの変形を利用して電気エネルギーと機械的な仕事を変換することで、他のトランスデューサと比較して以下のようなメリットが期待できます。

• 軽量化
• 機械的な応答性
• デザインの柔軟性
• 静音性

ソフトトランスデューサの用途例 家電製品、車載電子機器、ゲーム、環境発電 (エナジーハーベスト) 、ロボティクス、人工筋肉、インフラ、マットレス、スピーカー、電動歯ブラシ

材料比較とダウの注力分野

材料には、それぞれ固有のアクチュエーションおよび応力特性があり、用途に合った材料を選択する必要があります。誘電性電気活性ポリマー＝Dielectric ElectroActive Polymer (DEAP)の強みはより大きなアクチュエーションひずみであり、特にアクチュエーター用途において優位性があります。

ソフトアクチュエータの原理

DEAPを用いたソフトアクチュエーターの最も単純なモデルは、2つの電極の間に薄いエラストマーフィルムを挟んだものです。エラストマーフィルムの両面に電圧をかけると、マクスウェル圧力により面方向に伸び、厚み方向に縮みます。

ソフトセンサーの原理

DEAPを使ったソフトセンサーはひずみセンサーの一種と言えます。エラストマーフィルムを機械的に変形させると静電容量が変化します。この静電容量の変化を測定することで、異なるレベルの外力を検出することができます。

なぜシリコーン系誘電性電気活性ポリマー(DEAP)?

研究開発の初期段階では、DEAPとしてポリアクリレートやポリウレタンが人気の素材でした。最近では以下のような利点からシリコーンが最も有望な素材として注目されています。

シリコーンの利点 :

• 動作電圧が低い
• 動きが大きい
• 粘弾性が低く、応答が速い
• 耐久性、信頼性、過酷な環境での安定した動作(高湿度、温度など)
   

ダウの技術と持続可能なソリューション

誘電性エラストマーやゲルに関する深い知識と長年の経験により、製品の性能を向上させ、お客様の技術・製品開発を加速させることができます。シリコーンはソフトトランスデューサに適した優れた特性が認められています。シリコーン系の誘電性エラストマーやゲル製品を、お客様の特定の用途ニーズに合わせてカスタマイズすることができます。また、シリコーン材料と有機材料の科学を補完的に活用することにより、ソフトトランスデューサの材料科学を発展させることができます。

• 分子構造の設計・合成
• 製品処方・複合材料の開発
• 機械・電気特性の最適化
• トータルソリューションの提案
  • 誘電性エラストマー
  • 誘電性ゲル
  • 電極
  • 接着剤
  • 導電性接着剤
  • 薄膜製造を含むプロセスサポート
  • 基本的な電気機械性能の評価 
     

ダウは、材料科学の専門知識とソリューションによって業界最高水準の誘電性エラストマーやゲル製品をお客様に提供することにより、ソフトトランスデューサが幅広い分野で商業的に普及することに貢献します。 お問い合わせはこちら。
 

ソフトアクチュエータの構造

ダウの技術や製品はどこで使用されている？

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