酸化イリジウムに基づいた高性能高分子アクチュエータと静電二重層とFaradayキャパシタ機構を結合した気相成長炭素ナノ繊維【Powered by NICT】

Terasawa Naohiro; Asaka Kinji

文献

J-GLOBAL ID：201702241940690048 整理番号：17A0369469

酸化イリジウムに基づいた高性能高分子アクチュエータと静電二重層とFaradayキャパシタ機構を結合した気相成長炭素ナノ繊維【Powered by NICT】

High-performance polymer actuators based on an iridium oxide and vapor-grown carbon nanofibers combining electrostatic double-layer and faradaic capacitor mechanisms

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資料名：
巻： 240 ページ： 536-542 発行年： 2017年
JST資料番号： T0967A ISSN： 0925-4005 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

電極中の貴金属酸化物(酸化イリジウム二水和物(IrO_22H_2O)),気相成長炭素ナノ繊維(VGCFs)及びイオン液体(IL)の組合せからの相乗効果を活用する高分子アクチュエータの電気化学的および電気機械的性質はIrO_2なしVGCFまたは単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を用いて調製したアクチュエータのものと,またはIrO_22H_2O/カーボンブラック(CB)/IL組成と比較した。このアクチュエータシステムにおける電極は電気化学キャパシタと等価であり,静電二重層キャパシタ(EDLC)とファラデーキャパシタ(FC)の両方のそれに類似した挙動を示した。両EDLCとFC機構から示すIrO_22H_2O/VGCF/ILアクチュエータの機能の基礎となる機構は,VGCFsまたはSWCNTのみ(のみEDLC機構を示す)を用いて,最大の寄与をするFC機構と,両EDLCとFC機構から示すIrO_22H_2O/CB/ILを用いて作製したデバイスのそれと異なることが分かった。IrO_22H_2O/VGCF/EMI[BF_4]アクチュエータは0.75%の最大歪を示し,SWCNTのみアクチュエータから得られたそれの約1.8倍。このデバイスは,2.58MPa(SWCNTのみアクチュエータの1.3倍)の最大遮断力応力と0.66MPaの最大計算した応力(IrO_22H_2O/CB/EMI[BF_4]アクチュエータの2.2倍)を生成した。IrO_22H_2O/CB/IL高分子アクチュエータの変位応答の周波数依存性は,以前の研究で二重層充電速度論モデルを用いてシミュレートできなかったが,これは本研究でIrO_22H_2O/VGCF/ILアクチュエータのための可能であることが分かった。IrO_22H_2O/VGCF/ILアクチュエータの電気機械的応答のシミュレーションを正確に低周波数ならびに関連する時間定数における歪を予測し,モデルはEDLCベースアクチュエータシステムと新しく作製したEDLC/FCシステムの両方に適用できることを確認した。これらの結果は,貴金属酸化物およびVGCFを組み合わせることによって得られた相乗効果により可能になった柔軟性を有してロバスト膜は,ウェアラブルおよびエネルギー変換デバイスのためのアクチュエータ材料として大きな可能性を持っていることを示唆した。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

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ロボットの設計・製造・構造要素 , 炭素とその化合物 , 融解塩

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