日立制作所試制成功基于印刷法的有機致動器
2006-05-18 08:52 來源：日經BP社 責編：中華印刷包裝網
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材料由直徑40nm的碳精微粒子和氟類聚合物混合而成。之所以選擇氟類材料，是由于氟的熱膨脹系數較高，此外還在考慮環氧類材料的可行性。將材料溶解在溶劑中作為油墨使用，以絲網印刷方式印在聚亞胺薄膜底板上。 在采用這種技術制作的致動器圖形上（圖1），用銀油墨印刷布線圖形后，將其切割下來，制作出由致動器層和聚亞胺層構成的Unmorph結構的致動器（圖2）。 所謂的Unmorph結構，是指采用膨脹率較大和較小的材料組合結構。在這種情況下，通過給印刷的有機材料通電，內部的碳微粒子會由于焦耳熱而發熱膨脹，另一方面，由于底板聚亞胺薄膜不易膨脹，膨脹材料將會凸起導致全體彎曲。 試制出機械手 此次試制的致動器大小為7mm×9mm，伸縮率最大為4％，實用性為2％左右。驅動電壓幾～幾十V，可以產生最大約5MPa的壓力。經確認，工作速度方面，可以適用30Hz的輸入信號，耐久性為1萬次左右。致動器的工作溫度目前可以提高到室溫＋150℃. 另外，該公司還試制了將上述致動器二次元排列的矩陣模塊（圖3）。施加電壓為8V，尖端約移動3mm。通過控制各致動器的移動，可以搬運放在此模塊上的薄膜。 該公司還使用4個致動器試制了機械手。每根手指的重量僅0.03g，4根手指可以握住40g的試劑瓶。
與形狀記憶合金等相比，產力的壓力還比較小，但是可以利用易于加工及柔軟等有機材料的特點靈活運用。今后，該公司計劃除人造肌肉和搬運設備之外，還將開拓露出凸點的觸覺傳達設備、活動海報、氣流控制設備、微型機器人等新的應用領域。另外，該研究成果將在第55屆高分子年度大會（2006年5月24日～26日，名古屋國際會議廳）上發表（演講編號1Ph152）。 | |||||||||
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