京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

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　フィルムでは通常圧電効果を示さない汎用プラスチック(ポリスチレン)からなる超極細疑似圧電繊維膜を世界に先駆けて開発しました。当該繊維膜は、圧電材料の圧電特性に類似した疑似正圧電特性および疑似逆圧電特性を示します。従いまして、ヒトや動物などの生体向け、もしくはソフトロボット向けの超軟質圧力センサの新材料としての応用が期待されます。また当該繊維膜は、安価な汎用プラスチックであるポリスチレンが材料であるため、超軽量かつ軟質、優れた特性の圧力センサが安価かつ大面積で製造できる可能性があります。さらに、ポーリングなどの後処理を要しないため、製造工程の省工程化や省エネルギー化が期待されます。

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　モノを動かすアクチュエーターでは、高い位置決め精度が求められること等から外力が生じた際の変形が小さなハードなシステムが一般に理想とされていますが、ヒトの身近で駆動する場合には大きく変形して高い安全性が確保できるソフトアクチュエーターも望まれています。
　そこで、いろいろな生活のシーンで既に使われているソフトな超弾性合金を使って強力なアクチュエーターを実現する原理と、その制御システムについての研究成果を紹介します。

■研究の概要

　さまざまな素材は、人々の生活を様々なシーンで支えていますが、その機能の設計・管理テクノロジーによって価値が決まります。特にヒトの身近で使われることが多い「やわらかい」素材は、より文化的な生活を実現していくために一層の発展が求められており、そのデザイン技術に高度化が必要となっています。
　そこで現在、あらゆる身近なモノを対象として、「やわらかさ」を定量化した上で、さらに生活を豊かにできる「やわらかさ」を実現するための研究に取り組んでいます。

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　プラスチック（高分子材料）には、軽い／水や薬品に強い／さびない／長持ちするという特徴があり、安価で容易に成形できるため、金属や木、ガラスといった天然の素材に代わり、生活の中の様々な場面で活用されています。しかし、このような高分子材料であっても他の材料に比べて、光・熱および水などの環境因子の作用を受けると劣化し易いという弱点があります。高分子材料の劣化は酸化劣化や分子鎖切断といった化学構造変化を伴って物性が低下します。このような劣化に関する研究は多く行われ、基本的な劣化機構はほぼ解明されていますが、実際の製品や部品に生じる劣化機構は複雑であるため、個々の製品に対して物性測定し、評価することが必要となります。
　我々の研究グループでは、劣化した高分子材料や加速劣化させた高分子材料に対して蛍光分光法を応用することにより非破壊で簡便に高分子材料の劣化を計測することができます。また、熱分析やその他分光分析、顕微鏡観察と併せて多角的に評価することができます。

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