전력 소비가 적은 경량 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라 개발

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")보건 공학 연구 부서[Research Division Chief Yoshida Koichi] 인공 세포 연구 그룹의 연구 그룹 인 Azumi Kinshi와 최고 연구원 인 Sugino Takuji는 AIST Nanotube 응용 프로그램 센터에서 개발되었습니다Super Glow Carbon Nanotube(SG-CNT)는 100,000 개의 드라이브 후에도 변위를 10% 만 감소시키는 반복 내구성을 갖는 고성능 나노 카본 중합체를 사용하는 데 사용되며 변위가 3 시간 동안 거의 일정한 상태를 유지할 수있는 변위 유지Actuator이러한 결과는 NEDO (New Energy and Industrial 및 Industrial Technology Development Organization)의 일환으로 "저탄소 사회를 실현하기위한 혁신적인 탄소 나노 튜브 복합 재료 개발 프로젝트"의 일환으로 얻어졌습니다

이 액추에온라인 바카라는 sg-cnt입니다이온 성 액체,폴리머 바인더, 이온 성 액체와베이스 수지로 구성된 염기 수지로 만든 두 개의 전극 사이겔 전해질사이에 끼워져 있습니다 3V 미만의 전압에서 크게 변형됩니다 경량, 초박형 및 저전력 소비를 활용하면 미래를 계속 제공 할 것입니다들어 올리거나 낮아지는 입력 스위치,점자 디스플레이, 일루미네이션,마이크로 펌프와 같은 다양한 제품에 계속 적용 할 것입니다

이 기술에 대한 세부 사항은 국제 연구 협회 BAMN2013 (2013 년 8 월 26 일부터 30 일까지 한국의 제주 섬에서 개최 될 BAMN2013 국제 연구소 BAMN2013 (제 7 차 세계 회의)에서 발표 될 것입니다

나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라는 이번에 개발되어 25V의 전압으로 구동됩니다 (왼쪽) 전압이 적용되는 동안 전압이 적용되기 전 (오른쪽) 조건이 적용됩니다

휴대 전화의 확산과 가정의 의료 테스트 장비와 같은 경량, 작고 저렴한 의료 및 복지 장비의 필요성이 증가하고 있으며, 경량 및 얇은 액추에온라인 바카라 요소가 주목을 끌고 있으며, 중합체 액추에온라인 바카라의 연구와 개발이 전 세계적으로 수행되고 있습니다 다양한 중합체 물질을 연구하고 개발하는 반면, 나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라는 탄소 나노 튜브 및 이온 성 액체로 구성된 겔 유사 물질의 적용으로서 개발되어 저전압으로 구동 될 수 있으므로 실제 사용을 기대하고있다 그러나 지금까지 내구성 및 지속적인 변위 유지와 같은 주요 문제가있었습니다

AIST 및 ALPS 전기는 다음과 같이 나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라를위한 재료를 개발하고있다

1. AIST 및 Japan Science and Technology Agency, 전략적 창의적 연구 촉진 프로젝트 Aida Nanospace 프로젝트 개발 기본 기술
2. AIST는 NEDO의 "나노 기술 및 고급 구성 요소의 실제 응용을위한 혁신 홍보 프로젝트/연구 개발"으로부터 연구 보조금을받습니다
3. AIST 및 ALPS 전기 나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라에 대한 공동 연구 시작
4. AIST, ALPS, ALPS Electric, Keio University, University of Tokyo 및 기타 Nanocarbon 중합체 액추에온라인 바카라를 사용하여 얇고 가벼운 점자 디스플레이를 개발합니다 (AIST : 얇고 가벼운 필름 같은 무료 바카라 디스플레이)

또한, 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라의 성능을 향상시키기 위해 2012 년부터 AIST는 ALPS 전기가 부여한 혁신적인 탄소 나노 튜브 복합 재료 개발 프로젝트의 일부에 대한 연구를 수행하고 있으며, AIST는 CNT 분산 및 이온 성 액체 개선과 같은 기본 재료를 개발하기 위해 의뢰됩니다

나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라는 탄소 나노 튜브, 이온 성 액체 및 중합체 결합제 인 염기 수지로 구성된 2 개의 전극이 염기 수지와 이온 성 액체로 구성된 2 개의 전극 사이에 샌드위치되는 구조를 갖는다 (도 1)

그림 1 : 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라의 구성 및 주행 원리

그러나, 이러한 구조를 갖는 액추에온라인 바카라는 연속적인 작동 및 변위 유지 동안 내구성에 문제가있다 즉, 변위가 반복적으로 수행 될 때, 변위량은 점차적으로 감소하고 초기 시간의 약 절반이 약 10,000 배, 또는 일정한 전압이 적용되고 고정 작동이 수행되면 변위가 반대 방향으로 발생하고 변위 방향이 약 30 분 안에 반전됩니다

이 기사에서는 탄소 나노 튜브와 나노 카본의 조합을 찾고 있으며 AIST Nanotube Application Research Center에서 개발 한 SG-CNT를 사용하여 SG-CNT의 손상을 효과적으로 감소시킵니다분산이온 성 액체 및 중합체로 최적의 분산을위한 새로운 방법이 개발되었으며, 다른 유형의 나노 카본과 혼합하여 최적의 조성물이 발견되었다 결과적으로, AIST 및 ALPS Electric에 의해 개발 된 종래의 나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라의 변위 및 응답 성을 손상시키지 않으면 서 연속 작동 동안의 내구성 및 지속적인 변위 보유가 개선되었다

또한,이 액추에온라인 바카라 (크기 : 길이 5 mm, 폭 5 mm *유효 길이 4 mm)는 표면의 코팅 또는 다른 코팅없이 20 ° C의 온도 및 습도를 갖는 환경에서 표면에 적용되었으며 (도 2) 연속 작동 동안의 내구성은 한 측면에서의 최대 값의 변화에 기초하여 평가되었다

그림 2 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라의 변위 측정 (1 제곱 : 1 mm) Actuator를 고정시키는 상부 전극의 양쪽에 교대 전압이 적용되어 변위량을 평가하기 위해 변형

결과적으로, 기존의 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라를 사용하면, 한쪽의 변위량은 10,000 개의 드라이브 후 초기 값에서 절반으로 절반으로 절반이되었지만, 이번에는 액추에온라인 바카라가 개발되면 100,000 개의 드라이브 후 한쪽의 변위량이 10%의 실질적인 수준을 보여 주었다 (도 3) 이것은 기존 제품보다 반복적 인 내구성이 약 100 배 더 높습니다

그림 3 이번에 개발 된 액츄에온라인 바카라에 AC 전압이 적용될 때 최대 변위량 변화

또한, 일정한 전압이 적용될 때 액추에온라인 바카라 (크기 : 길이 5 mm, 폭 5 mm *유효 길이 4 mm)의 변위 유지 특성을 평가 하였다 온도가 23 ° C이고 습도가 50%인 환경에서, 2V의 일정한 전압을 적용하여 액추에온라인 바카라를 변형시키고, 일 측 변위의 시간 변화 (연속 유지)를 검사 하였다 도 4에 도시 된 바와 같이, 표면 코팅이없는 구조에서, 전압을 적용한 후 몇 분 후에 변위가 갑자기 붕괴되고, 원래 변위 방향의 반대 방향으로 변위의 양이 바뀌었지만, 이번에는 액츄에온라인 바카라가 개발 된 상태에서, 변위 상태는 전반적으로 개선 된 제품에 비해 극적으로 개선 된 후에는 극적으로 개선 된 상태로 유지되었다 이것은 기존의 방법보다 수십 배의 지속적인 유지 용량입니다 또한,이 기간 동안의 전류 누출은 수백 µa 이하 였으므로 낮은 전력 소비 액추에온라인 바카라가되었습니다

이러한 결과는 SG-CNT가 초고속 탄소 나노 튜브임을 보여준다;금속 촉매ya표면 기능 그룹매우 작으며, 이온 성 액체와의 부작용이 억제 된 것으로 생각됩니다

그림 4 : 일정한 전압이 액추에온라인 바카라에 지속적으로 적용될 때 한쪽의 변위량의 변화

또한, 내구성이 높은 제품을 수용하기 위해, 우리는 액추에온라인 바카라의 표면을 습기 방지 재료로 얇게 코팅하는 밀봉 기술을 개발하고 있습니다 이 밀봉 기술을 결합함으로써, 대기 중 수분과의 반응이 억제되어 반복성과 지속적인 변위 유지가 향상되며, 고온 및 높은 습도 환경에서도 운전할 수 있습니다

앞으로 개발 된 폴리머 액추에온라인 바카라의 상업화를 주시하면서 응용 프로그램 선택 및 응용 프로그램 개발을 연결할 수있는 제조업체를 계속 조사 할 것입니다 최근에 개발 된 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라 (얇고 가볍고 저전력 소비)의 특징을 활용할 수있는 응용 분야로서, 우리는 다양한 일루미네이션 필드와 마이크로 펌프와 같은 다양한 일루네이션 필드 및 건강 관리 분야와 같은 리프팅 및 하강 입력 스위치 및 점자 변환을 포함하여 광범위한 필드에서의 응용 분야에서 응용 프로그램을 고려할 것입니다

◆ 탄소 나노 튜브, 슈퍼 글로우 카본 나노 튜브

탄소 나노 튜브는 흑연의 단일 표면을 감싸서 형성된 원통형 재료입니다 단일 및 다층으로 제공되며, 직경은 약 1 나노 미터이지만 길이는 여러 마이크로 미터에서 몇 밀리미터입니다 특별한 처리가 적용되지 않으면 여러 튜브가 번들에 존재합니다 다중 벽 탄소 나노 튜브는 크기가 다른 다수의 단일 벽 나노 튜브로 만들어지며, 겹치는 수에 따라 직경이 증가한다
Super Growth Carbon Nanotubes (SG-CNT)는 AIST Nanotube Application Research Center 및 기타에 의해 개발 된 슈퍼 글로싱 방법에 의해 생성 된 단일 벽 탄소 나노 튜브입니다 기존의 탄소 나노 튜브와 비교할 때, 그것은 순도가 훨씬 높을 것으로 예상되며, 대량 생산으로 인해 더 저렴할 것으로 예상되며 다양한 응용이 연구되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 액추에온라인 바카라

다양한 에너지를 기계적 작업으로 변환하는 장치, 전자기 모터, 유압 및 공압 액추에온라인 바카라는 로봇과 같은 기계 및 전자 공학을 통합하는 기술)의 기본 액추에온라인 바카라로 사용됩니다 최근에, 새로운 액추에온라인 바카라는 형상 메모리 합금, 수소 저장 합금, 자성 스트로 스트리션 (자기 변형), 압전 및 전기 관찰 (편광으로 인한 전기 변형)과 같은 세라믹 액추에온라인 바카라와 같은 금속 물질 액추에온라인 바카라가 포함되며, 다양한 중합체 재료를 사용한 중합체 액추에온라인 바카라는 경량 및 소프트 액티서로서주의를 끌고있다[참조로 돌아 가기]

◆ 이온 성 액체

이온으로 만 구성되지만 여전히 실온에서 액체 상태에있는 물질에 대한 일반적인 용어 다양한 이온 성 액체는 특수 구조와 유기 물질의 양성 이온과 음성 이온의 조합을 사용하여 합성됩니다 액체이지만 변동성이 어렵고 증발하지 않습니다 다양한 전기 화학 장치의 이온 성 배지로 적용되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 중합체 바인더

탄소 나노 튜브와 같은 전극 미세 입자로부터 전극 층을 제조하기위한 중합체 (중합체) 전극 미세 입자의 분산 성, 전해질과의 호환성, 가공성, 기계적 특성 등이 필요합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 겔 전해질

소형 전해질 용액으로 팽창 된 다양한 중합체 전해질 겔 또는 겔입니다 그것은 고체 형태를 가지지만, 실온에서도 상대적으로 높은 이온 전도도를 가지므로 연료 전지, 리튬 배터리 및 커패시터와 같은 전기 화학 장치의 재료로 개발되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 리프팅 및 하강을위한 입력 스위치

사용자의 목적과 입력 장면에 따라 필요한 버튼을 돌출하는 입력 스위치 이 리프팅 및 하강 입력 스위치는 작동에 익숙하지 않은 사람들이 운영 할 때 또는 Brandin 터치를 사용하여 입력 할 때 입력 작업을 지원하여 작동 가능성을 향상시키고 오작동을 방지 할 수 있습니다 과거에는 입력 버튼을 높이고 낮추기위한 액추에온라인 바카라가 크고 전력 소비가 높고 상용화하기가 어렵지만 나노 카본 폴리머 액추에온라인 바카라는 얇고 작고 저전력 소비 및 고상한 입력 스위치를 실현할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 점자 디스플레이

점자는 촉각 표지판을 가진 시각 장애가있는 사람들이 읽은 캐릭터이며, 1825 년에 알파벳 6 점 점자는 프랑스의 Louis Braille에 의해 개발되었습니다 그 후, 이시카와 쿠라지는 일본 점자를 내놓았습니다 점자 디스플레이는 기본적으로 전기 신호에 의해 제어되는 액추에온라인 바카라에 의해 6 개의 핀을 위아래로 디스플레이합니다 현재 솔레노이드 또는 압전 액추에온라인 바카라가 사용되지만,이를 운반하거나 장치의 디스플레이 영역에 붙여 넣어 사용할 때 크고 무거워지는 문제가 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 마이크로 펌프

소형 펌프에 대한 일반적인 용어 의료 및 의료 응용 분야에서 혈액, 타액, 소변 등을 테스트하는 데 사용할 수있는 소형 저렴한 마이크로 펌프에 대한 수요는 향후 증가 할 것입니다 이러한 이유로, 나노 카본 중합체 액추에온라인 바카라를 사용하는 마이크로 펌프에 대한 높은 희망이있다[참조로 돌아 가기]

◆ 분산

탄소 나노 튜브는 단독으로 사용될 때도 우수한 기능을 가지고 있지만,이를 다른 물질에 혼합 (분산)하여 다양한 특성을 달성 할 수 있습니다 이 경우, 탄소 나노 튜브 분산 기술이 중요해졌으며,이 성과의 주요 초점은 손상없이베이스 수지에 균질하게 많은 양의 탄소 나노 튜브를 분산시키는 것입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 금속 촉매

탄소 나노 튜브의 합성에 대한 다양한 방법이 알려져 있으며, 그 중 다수는 원시 탄소 공급원의 반응을 촉진하는 금속 촉매를 필요로한다 이 금속 촉매는 합성 탄소 나노 튜브에 부착되어 불순물이된다 슈퍼 글로싱 방법은 다른 방법에 비해 금속 촉매가 거의 필요하므로 고순도 탄소 나노 튜브를 합성 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 표면 기능 그룹

탄소 나노 튜브를 포함한 다양한 탄소 표면에는 종종 하이드 록실 그룹 및 카르복실기와 같은 기능적 그룹이 동반되며, 이들의 유형과 양은 탄소 물질의 제조 공정에 따라 다릅니다 또한, 재료의 유형 및 양은 탄소 물질의 반응성 및 분산성에 큰 영향을 미칩니다[참조로 돌아 가기]