誘電エラストマ（DE）の最新技術開発【LIVE配信・WEBセミナー】

セミナー趣旨

近年、誘電エラストマの各種性能が大いに進展した要因として、誘電エラストマ（DE）の主材（ポリマーやエラストマ）の研究が進み、かつ新しい数式モデル等に依る解析も飛躍的に進んだ結果、どの様な素材が、どの用途に向くか設計/製作が可能になりました。更に、液体金属を含む各種電極材料の選択、改良、又はそれらの粒形/針状形成等分散、選別、塗布/成形技術等も大いに進歩しました。一例として、シングルウォールCNT（SWCNT）に、遠心分離/電気泳動等を応用することに依り、より直径が細く、かつ金属CNTの含有力も高まり、DEの電極の導電性が飛躍的に高まりました。更に、各種アプリケーションに対して、どのポリマー/エラストマ素材とどの電極素材がベストな選択であるかも、解明されつつあります。例を挙げると、現在使用されている既存のモーター等を含めた広義の意味でのアクチュエータの殆ど全てで置き換えが可能になりつつあります。一昨年、僅か0.15gのリニアDEで、8kgの重りを、88msecのスピードで、1mm以上動かすことが出来ました。またDEは、既存のモーターの様に回転させることも可能で、このDEシステムを用いることにより、電気自動車を軽々駆動することが可能になります。電気自動車の最大の欠点である車重を、極端に軽くすることが可能で、車の走行距離を飛躍的に延ばし、かつ大型のトレーラー等にも、電動化することが近々可能になると思われます。それらに加え、誘電エラストマは、高電圧を利用するので、駆動効率がかなり高いのも利点の一つです。

　DEアクチュータは、ロボット、パワースーツ、介護用機器、医療用等、用途は無限です。これらに加え、おむつの用のセンサーを始め、超柔軟性を有した各種高性能センサー（エラストマなので、ひとつのセンサーで、各種圧力変化に対して正確にセンシングできる）は、明日にでも、直ぐに商品化が出来る様になりました。既存のセンサーより高性能で、価格も安くかつ大きさがかなり小さくなりました。そのため、バーチャルリアリティー/拡張現実やロボット・各種機械等の遠隔操作用のセンサーとしても最適です。例を挙げると、ヒューマン/ロボットハンドのインタータラクションが、モーションフィードバック付きで、かつアップルのビジョンプロ等との融合により、より楽な操作が可能になり、またより現実味が増すため、使用できる世界が、無限に広がりつつあります。

　誘電エラストマ発電機（DEG）の性能も飛躍的に進歩しました。発電の種類として、波、水流、排熱/温度差、太陽熱、振動、風（洋上大型発電も含む）等を用いたDEGの実用化開発もかなり進んでいます。またハンディ型の２次電池付小型・軽量DEGも開発され、これも小型２次電池に簡単に充電できます。ペロブスカイト太陽電池と比べ、より薄く、より大きく変形（400%以上）し、積層も可能で、かつより高効率に発電します。また天候に左右されません。

　現在、ナノデバイスから宇宙までに、幅広い分野での開発が行われています。宇宙分野の開発例を挙げると、NASA等と火星探査ロボットの開発や、衛星のパラボラアンテナや太陽電池等を正しい方向に向けるためのアクチュータ、火星の表面探査用無人小型飛行機の推進動力、方向舵やエルロン（エレベータを含む）等の開発も行っています。また宇宙服の軽量化のためのアクチュータやセンサーも開発の同時に行っています。

　上記で述べたDEの主材の性能向上に関する研究の一例として、スプレー缶を用い、高品質なSWCNTをスプレーすることに依り、DEの電極を容易に、かつ正確に薄膜形成することが可能になりました。このスプレーは、用途が広がるミリ波帯での電波吸収効果が高く、益々普及が進む5G/6Gや、自動運転などで利用が進むミリ波レダーなどの誤作動防止等に、大きな効果が期待されます。またDEは、半導体としても有望で、1nmも可能と思われます！最後に、誘電エラストマの素材や電極素材は、リサイクルして、再度製品化が可能である。

習得できる知識

・誘電エラストマの最新知識（素材、電極及び駆動原理等）が得られ、今後の動向に関する情報も得られる。
・誘電エラストマの素材、電極等の性能向上のための修飾方法や作成方法が習得できる。
・各国が凌ぎを削って開発している重点開発アイテムに於いて、誘電エラストマを用いるとことで簡単に乗り越えられることが理解できる重要な知識。
・誘電エラストマの市場（既に製品化した事例を含む）等の知識が得られ、またそれらを自社で開発したい企業への支援体制等も知ることが可能。

セミナープログラム

1.人工筋肉型アクチュエータについて　
　1.1.エレクトロアクティブポリマー(EAP)概論
　1.2.イオン、磁気、空気、液晶、光、電歪効果、温度差等を利用したエレクトロアクティブポリマーとその特徴
　1.3.電気を利用する各種エレクトロアクティブポリマーとその特徴
　1.4.人工筋肉としての誘電エラストマの開発の歴史
　1.5.誘電エラストマと従来型のエレクトロアクティブポリマーとの比較
　　　・誘電エラストマが何故筋肉の様に駆動可能か、最近開発された式等を用いて説明
　1.6 誘電エラストマの素材例
　　　・誘電エラストマの電極（金属薄膜、液体金属、カーボングリス、カーボンブラック、SWCNTを含む各種CNT等）
　　　・特に誘電エラストマにCNTを用いた場合との比較!
　　　・誘電エラストマに向くCNT　＠SWCNTは、毒性はない！
　　　・金属CNTの製造法
　　　・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
　　　・誘電エラストマ用のポリマー/エラストマとそれらの修飾方法（SSカーブ、粘弾性試験評価、及び各種素材修飾法について）
　　　・温度特性、もれ電流、寿命、効率、ヒステリシス等の解説
　1.7 CNT電極技術の応用　
　　　・高導電性で、大きな伸び縮みが可能な導電性材料（フレキシブルPCB、導電性パッキン等への応用）
　　　　　@各種素材へCNT電極を簡易に作成する、最新缶スプレー塗布の実演をビデオで紹介。
　　　・GHz帯からミリ波まで、幅広い周波数帯で威力を発揮するＣＮＴスプレーの電波吸収効果
　　　　（シート型、塗布型電波吸収素材への応用）
　　　・準ミリ波、ミリ波（２８GHz,７５GHz）の電波吸収実験結果
　　　・ヒーターとしても使えるCNTスプレー
　1.8 日本および海外の研究開発動向

2　誘電エラストマ・アクチュエータの現状と近未来　
　2.1.アクチュエータの動作原理、外力が加えられた際のエラストマ素材等の挙動の最新解説（最新の式を用いた解説を含む）、電極のアノマリー、最新の製作法や使用時のポイント
　2.2.誘電エラストマ・アクチュエータの各種応用例
　　・ポンプ、モーター、スイッチ、バイブレータ、リニアアクチュータ等への応用（面白い応用例として、信号機や屋根、高層タワー等の雪降ろしシステム）
　　・スマートマテリアル等への応用(マイクロ工場への応用等を含む)
　・指向性を有したスピーカ、ソナー、ノイズリダクション・システム等への応用
　　・上記技術を応用した各種医療用デバイス(脳内血管用カテ―テル、内視鏡システム、施術ロボットの駆動/制御や義手・義足を含む)の開発状況
　　・超高出力アクチュエータへの挑戦
　　・各種ロボット（指の駆動を含む）、リハビリ等を含む各種介護機器、パワースーツ、
　　　電気自動車・バイクや車椅子等の駆動用モーター等の開発状況
　　　＠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：
　　　　※0.15gの誘電エラストマで、8kgを持上げる最新のDEAのデモビデオ公開　～＞僅かな伸びを大きく増幅させる技術も開発
　　・地震から建物を守る誘電エラストマ
　　・宇宙への挑戦
　　　＠NASAと軽量/動き易い宇宙服の開発やNASA/JAXA所有の風洞設備を利用した火星探査艇等の誘電エラストマによる制御
　　　（推進力、エレベータや方向舵を含む）や人工衛星のアンテナや太陽電池パネルの制御等の最新実験情報を紹介。
　　・素材等（新しい素材を含む）の利用や今後の改善点
　2.3. 誘電エラストマ・アクチュエータの無線・光ケーブル等の通信への応用
　　・周波数可変アンテナ及びフィルターへの応用
　　・ビームフォーミングへの応用
　　　～＞例：光ケーブル用シフターへの応用

3.誘電エラストマのセンサーへの応用と市場　
　　・原理・特徴及び求められる素材・特性と構造
　　・医療、スポーツ、ロボット（手術ロボットを含む）、車載及びロボット用センサーやゲーム機（バーチャルリアリティーを含む）等への応用
　　・誘電エラストマ技術を応用した水分センサーや超薄型・小型センサー等の性能紹介
　　　　～＞直ぐに市場に出せる、幅広い測定範囲を有した小型薄膜圧力センサー、超フレキシブルセンサーの紹介と既存センサーとの比較

4. 高効率人工筋肉発電システムへの応用　
　4.1.発電システムの動作原理
　4.2.誘電エラストマ発電システムとその応用例（今後の開発を含む）
　　・小型発電システムとワイヤレスシステムなどへの応用
　　　(医療機器への応用も含む)
　　　　　～＞２次電池に簡単に充電できるハンディ型発電機の紹介を含む。
　　・ウエアラブル発電システム　(医療機器への応用も含む)
　　・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!
　　　　　～＞振動等を利用できるため、道路、タワー、橋等にも設置可能
　4.3. IoT時代の通信システムとの相性が良い、リニュアブルエネルギーを用いた発電
　　・波力発電、海流及び風力発電システムと水産業などへの応用
　　　　＠海洋風力発電や回転翼を持たない新しい風力発電への挑戦
　　　　＠既存の風力発電では、拾えない小さな風でも発電が可能なため、既存システムの発電力向上のためのハイブリットも可能！！
　　　　＠既存の太陽光発電では、曇りの日等には発電できないが、誘電エラストマでは可能
　　・JAXA、JAMSTEC等との風力発電のシミュレーション共同実験の最新情報紹介。
　　・落差がほとんどない小さな小川等でのマイクロ水力発電システムと一次産業への応用（地産地消の勧め）
　　・廃熱や太陽熱を利用した発電システムへの応用
　　　　～＞低い温度（体温）からも発電が可能！（車内の蓄熱を電気に変える）。
　　・誘電エラストマ発電システムの今後の改善点及び将来
4.4. 誘電エラストマを用いた1mn以下の半導体の設計が可能（既にパテント出願済み）。

5. 誘電エラストマの今後の展開
　　・誘電エラストマの今後の展開及び纏め
　　・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

セミナー講師

千葉科学研究所　 代表　理学博士　 千葉　正毅　氏　／(有)Wits　代表取締役社長　和氣　美紀夫　氏

セミナー受講料

【1名の場合】45,100円(税込、資料作成費用を含む)
  2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。