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産総研が折り曲げ可能な振動発電素子を開発

静電気を半永久的に溜められる材料を使用

2019年9月30日、国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)と産業技術総合研究所(AIST)は、静電気を溜められる液状のエレクトレット材料を開発した。この材料を柔らかい電極と組み合わせることで、伸縮・折り曲げできる振動発電素子の実現に成功したと発表した。
人間の体で動く部分に取り付けることで、自ら発電するため電池不要となり、脈拍、心拍センサーや筋電モニターへの応用が期待される。

従来のエレクトレット材料は柔軟性に乏しかった

既に、電荷を半永久的に溜められるエレクトレット材料が存在しているが、フィルムなどの固形構造物のみであった。
電極との距離に応じた電圧が出力されるため、圧電素子などへの応用が期待されているが、柔軟性が乏しいため人体に対しては、折り曲げや伸縮という観点から利用は難しかった。
今回は、固形ではなく液体状にしたことにより、布地に含ませ金属繊維の電極を使用することで、形状が柔軟に変えられるようになり、圧電素子への応用化に成功。
なお、この素子表面を押すと±100~200mVの電圧が発生し、1か月以上保持されることが確認されている。

医療現場、IoTデバイスへの応用を見込む

人体に装着することで、心拍モニターとして活用することを目的としているが、折り曲げ性、柔軟性が応用できると考えられる。
なお、振動で発電するという特性から、ウェアラブル機器への応用が検討されており、IoTデバイス用の電源として活用も予定されている。
(画像はプレスリリースより)

▼外部リンク

産総研HP
https://www.aist.go.jp/

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