成果報告書詳細
管理番号20100000000075
タイトル平成20年度成果報告書 平成18年度第1回採択産業技術研究助成事業 06A06005a 蠕動運動するチューブ状ソフトアクチュエータによる微小流体輸送システムの創製 平成20年度中間
公開日2010/2/13
報告書年度2008 - 2008
委託先名国立大学法人九州工業大学渕脇正樹
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部 若手研究グラントグループ
和文要約導電性高分子ソフトアクチュエータを駆動源とする微小流体輸送システムを構築した.二つの導電性高分子ソフトアクチュエータの運動に位相差を与え,チューブの蠕動運動を実現することで,流体を逆流することなく一方向へ安定的に輸送することが可能である.導電性高分子ソフトアクチュエータを駆動源とする微小流体輸送システムの流量は,2.0 - 85.0 [μl/min]の範囲で調整可能である.また,その最大圧力ヘッドは,5.0 [kPa]である.圧力ヘッドは,イオン半径の大きいTFSI-をドーパントとすることにより高くなり,さらには,そのアクチュエータを積層したソフトアクチュエータを駆動源とすることにより,さらに高くなる.すなわち,駆動源となる導電性高分子ソフトアクチュエータの支持電解質およびドーパントの種類を変更することにより,その圧力ヘッドを調整することも可能である.導電性高分子ソフトアクチュエータを駆動源とする微小流体輸送システムは,水より粘性が400倍高いシリコンオイルでさえも,流量3.5 - 45.0 [μl/min]が得られ,最大圧力ヘッドも4.2 [kPa]である.ソフトアクチュエータ自身の変形により,チューブの体積を変化させ,流体を輸送するために,粘性の影響は小さいと言える.導電性高分子ソフトアクチュエータを駆動源とする微小流体輸送システムは,他のマイクロポンプに比べて,その消費エネルギが劇的に小さい.また,同じ導電性高分子アクチュエータを駆動源とするマイクロポンプに比べてもその消費エネルギは約15%程度である.導電性高分子ソフトアクチュエータは低い印加電圧で駆動可能であることから,低い消費電力で微小流体輸送システムを動作可能であるため,少ない消費エネルギで流体を輸送することが可能である.
英文要約We developed the micro pump driven by a conducting polymer soft actuator based on polypyrrole. The micro pump driven by a conducting polymer soft actuator can transport fluids in one direction without backflow by two soft actuators with opening and closing movement. Flow rate of a micro pump driven by a conducting polymer soft actuator is adjustable in the range of 2.0 - 85.0 [μl/min]. The maximum pressures by delivery heads is 5.0 [kPa], and the pressure head can be adjusted by changing designation polymer electrolyte of a conductive polymer soft actuator as a driving source and dopant types. Moreover, the influence of the viscosity of the transport fluid was small and the micro pump driven by the conducting polymer soft actuator can transport fluid even with the viscosity that is 400 times as great as that of water in addition. The energy consumption rates of our micro pump are dramatically lower than those of the conventional micro pumps. This is because a conducting polymer soft actuator drives with a low voltage and a micro pump with low energy consumption is realized here.
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