誘電エラストマー

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誘電性エラストマー (ゆうでんせいエラストマー)は、電場により大きなひずみ(400%を超える)を生成するエラストマーである。マクスウェル応力を利用して電気エネルギーを直接運動エネルギーに変換することができる。誘電性エラストマーは、軽量で高い弾性エネルギー密度を持つ。誘電性エラストマーの電場駆動では、電流値はnAからμAの範囲で、熱損失がほとんどない。駆動電場は高い(数千ボルト)が、エネルギー効率は高い。現在のところ、大変形を誘起するのに適している。逆に外部から力を加えて変形させ、発電に使用されることもある。実際に運動量として取り出す機構については今も研究中であり、様々な構想が存在する。

誘電性エラストマーは二枚の電極に挟まれている柔らかいコンデンサーである。 電圧が印加されると、クーロン力により が生じる。したがってエラストマーは圧縮される。静電気力の二倍である電極間圧力は、次式で求められる。

ここでは真空の誘電率。はエラストマーの誘電率。はエラストマーフィルムの厚さ。

材料

エラストマー材料はシリコン系かアクリル系が使われることが多い。要件は以下のとおり。

  • 材料は低剛性である必要がある(大きな歪みを生むため)
  • 誘電率が高くなければならない
  • 絶縁破壊強度が高い

また、電極はエラストマーと常に接触している必要がある。電極は(金属電極、黒鉛粉末、シリコーンオイルとグラファイト混合物)などが用いられる。

機構

関連項目

外部リンク

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