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導電性エラストマー,導電性ゴムの材料設計,各種応用,その可能性

9月開催 化学系セミナー  更新日:2019年8月 1日
 セミナー番号【910202】10/9.10 講師5名
★ 導電率,誘電率のコントロール,測定評価のポイント
★ 曲げたり,伸ばしたりした際の抵抗率の変化
★ その市場性と最新研究動向

導電性エラストマー,導電性ゴムの材料設計,各種応用,その可能性


~伸縮性導体,ウェアラブル・ストレッチゃブルデバイス,センサ,ロボット,
アクチュエータ,電池,ケーブルなど~

■ 講 師

【第1部】

福島大学 共生システム理工学類 博士(工学) 島田 邦雄 氏

【第2部】

群馬大学 大学院理工学府 准教授 井上 雅博 氏

【第3部】

山形大学 学術研究院 大学院有機材料システム研究科 教授 博士(工学) 東原 知哉 氏

【第4部】

(国研)産業技術総合研究所 ナノチューブ実用化研究センター CNT用途チーム 主任研究員 工学博士 関口 貴子 氏

【第5部】

リケンテクノス(株) 研究開発センター コンパウンド開発室 第3グループ 坂元 克司 氏
■ 開催要領
日 時 :
2019年10月9日(水) 9:30~16:30
2019年10月10日(木) 10:00~13:45

会 場 : [東京・五反田]日幸五反田ビル8F 技術情報協会セミナールーム
聴講料 :
1名につき70,000円(消費税抜,【2日間】昼食・資料付)
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につき65,000円〕

    ※定員になり次第、お申込みは締切となります。


プログラム

【10月9日,9:30~12:30,※途中休憩・デモ挟む】

第1部 導電性エラストマーのロボットやアクチュエータ, センサ部材などへの応用について

●講師  福島大学 共生システム理工学類 博士(工学) 島田 邦雄 氏

 
【講座の趣旨】

 導電性エラストマーのうち,導電性ゴムを扱う。従来の加硫法とは異なる全く新しい電磁場を使った方法でゴム化し,導電性を持たせる技術を紹介する。次いで,それによるセンサー,ピエゾ素子,太陽電池等が作れることを示し,実際の作り方と特性について解説すると共に,簡単な作り方を実演する。


【セミナープログラム】

1.MCFについて
  1.1 MCFの基礎特性
  1.2 MCFの応用例
  1.3 MCFゴムについて

2.MCFゴムセンサー
  2.1 MCFゴムセンサーの基礎
  2.2 MCFゴムの電解重合法の概要
  2.3 電解重合法によるゴム化の化学的仕組み
  2.4 MCFゴム液体について

3.MCFゴムの特性
  3.1 はじめに
  3.2 MCFゴムの特性に及ぼす諸因子の影響
  3.3 MCFゴムにおけるMullins効果(ストレスソフトニング効果)
  3.4 MCFゴムにおけるピエゾ効果

4.MCFゴムにおけるドーピング
  4.1 MCFゴムの種類
  4.2 MCFゴムにおけるドーピングの仕組み
  4.3 感度を落とすドーピングの手法

5. MCFゴムセンサーの実用例
  5.1 流体ずり速度センサー
  5.2 ピエゾ素子
  5.3 太陽電池
  5.4 電池

6.センサー化
  6.1 電極とゴムの接着
  6.2 劣化防止,経年変化の回避

7.エナジー・ハーベスティングへの応用

8.最後に(まとめ)

【質疑応答,サンプル実演デモ】
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【13:15~14:45】

第2部 導電性エラストマー,導電性ゴムに用いられる 導電性ペーストの設計・応用

●講師  群馬大学 大学院理工学府 准教授 井上 雅博 氏

 
【講座の趣旨】

   ストレッチャブル電子デバイスの実現に向けた研究が活発化してきていますが,配線や電極に伸縮性を付与することや,伸縮に耐えうるインターコネクションを実現するための技術の開発は重要な研究課題のひとつと考えられます。従来は,このような配線・電極や接合用材料に対して「単に何%伸長しても導電性が維持される」というような曖昧な議論が行われてきましたが,応用に移る段階で様々な問題に直面することになります。今回は,ストレッチャブル導電性ペーストに焦点を絞り,繰返し変形中に観測される印刷配線の電気抵抗変動に対して影響を及ぼす因子について述べるとともに評価技術や信頼性向上のための考え方について議論したいと思います。


【セミナープログラム】

1.ストレッチャブル配線・電極を作製するための材料
  1.1 金属(固相および液相)
  1.2 導電性高分子
  1.3 導電性コーティングを施した繊維
  1.4 導電フィラー分散型ペーストおよびシート

2.導電フィラー分散型ペーストの応用例
  2.1 ストレッチャブルセンサ
  2.2 プリンテッドE-テキスタイル

3.ストレッチャブル導電ペーストの特性を理解するための基礎
  3.1 ゴム材料の機械的特性および疲労現象
  3.2 変形に伴う電気伝導特性の変化
  3.3 時間依存型特性変化
  3.4 疲労特性および回復現象
  3.5 フィラーネットワークのモデル化の現状

4.ストレッチャブル印刷配線の特性評価
  4.1 基板の機械的特性の影響~導電性ペーストの特性だけでは予測できない配線特性~
  4.2 変形速度依存性~ゴムなので粘弾性を考慮する必要がある~
  4.3 負荷-除荷過程での電気抵抗率変化の詳細解析~変形履歴によって挙動が変わる~
  4.4 電気伝導特性の回復現象~マリンス効果と関係があるのか?~

5.繰返し変形に伴う電気伝導特性変化を抑制するための考え方

6.まとめ

【質疑応答】
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【15:00~16:30】

第3部 半導体高分子鎖を有するエラストマー材料の開発

●講師 山形大学 学術研究院 大学院有機材料システム研究科 教授 博士(工学) 東原 知哉 氏

 
【講座の趣旨】

 近年,ウェアラブル電子デバイス材料の設計において,伸縮性と半導体性能の両立が求められている。高分子合成化学を軸足にした新しい半導体高分子鎖を有するエラストマー材料の開発について解説する。


【セミナープログラム】

1.有機エレクトロニクスとは
  1.1 有機EL
  1.2 有機薄膜トランジスタ
  1.3 有機太陽電池
  1.4 ウェアラブル電子デバイス

2.半導体高分子材料の開発
  2.1 半導体高分子の精密合成
  2.2 半導体高分子鎖を有するブロック共重合体の合成
  2.3 半導体高分子鎖を有するエラストマー材料の開発
  2.4 半導体高分子鎖を有するエラストマー材料のモルフォロジーと動的変化

3.環境にやさしい新重合法による半導体高分子材料の開発
  3.1 半導体高分子合成における環境低負荷型重合法の開発動向
  3.2 ハロゲンおよび遷移金属元素を使用しない新規重縮合法の開拓
  3.3 今後の展開

【質疑応答】
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【10月10日 10:00~11:30】

第4部 カーボンナノ材料を用いた導電性エラストマーとその応用

●講師 (国研)産業技術総合研究所 ナノチューブ実用化研究センター CNT用途チーム 主任研究員 工学博士 関口 貴子 氏

 
【講座の趣旨】

  単層カーボンナノチューブとゴムだけという柔らかい炭素系材料だけのトランジスタを開発した。金属と半導体の両方の特性を示す単層カーボンナノチューブは,長尺の糸のように細長い構造をもつ物質であり,柔らかく曲げても壊れない。更に網目状に絡まり合うことで,伸縮性を示すため,単層カーボンナノチューブを電極やチャネルに用い,曲げ,引張り,ねじりなどの負荷に対して,トランジスタの全ての部材が一体化して変形することができる。このため衣類につけて着用したときには,人体の形状に合わせて自在に変形でき,身体に与えるストレスが少ない。また圧力や衝撃に対する耐性に優れ,ハイヒールで踏むという厳しい負荷を加えても壊れない。今後はリハビリや介護向けのスマートテキスタイルなどへの応用が期待されている。


【セミナープログラム】

1.単層カーボンナノチューブ(CNT)とは
  1.1 電気特性: 半導体型CNTと金属型CNT
  1.2 構造と機械特性: 直径数ナノメートルの一次元材料で柔らかく曲げても壊れない

2.CNTとゴム材料との複合化について
 
3.単層CNTのウェアラブルエレクトロニクス応用
  3.1 ストレッチャブルなCNTセンサー・CNTトランジスタ
  3.2 網目状CNTの高導電性ゴム複合材配線
  3.3 半導体プロセスに適用可能な単層CNTの成膜・微細加工技術開発
  3.4 CNT-ゴムのトランジスタの構造
  3.5 柔らかい炭素系材料のみでのトランジスタ製造プロセス
  3.6 CNTトランジスタの柔軟性とロバスト性

【質疑応答】
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【12:15~13:45】

第5部 導電性プラスチック・導電性エラストマーの 特徴・課題とその用途事例

●講師 リケンテクノス(株) 研究開発センター コンパウンド開発室 第3グループ 坂元 克司 氏

 
【セミナープログラム】

1.リケンテクノス導電性プラスチックの種類
  1.1 導電性プラスチックとは
  1.2 リケンテクノス導電性プラスチックの種類

2.帯電防止プラスチック(スタティックマスター)の特徴・課題
  2.1 帯電防止プラスチック(スタティックマスター)の特徴
  2.2 帯電防止プラスチック(スタティックマスター)の課題

3.導電性プラスチック(スーパーオーム)の特徴・課題
  3.1 導電性プラスチック(スーパーオーム)の特徴
  3.2 導電性プラスチック(スーパーオーム)の課題

4.導電性(帯電防止)プラスチックの用途事例
  4.1 抵抗値領域と用途事例
  4.2 帯電防止プラスチックの用途事例
  4.3 導電性プラスチックの用途事例
  4.4 今後の用途展開

【質疑応答】