摩擦発電の乾燥窒素雰囲気温度特性評価のための測定系構築：トライボエレクトロニクスに向けて

摘要

誘電体·絶縁体は，電気を蓄えるためのコンデンサ材料として，また電気の流れを遮るための絶縁材料として，学術的にも工業的にも追及されてきた．一方で，近年，摩擦電気のエネルギーを外部に取り出して電源として利用する摩擦発電の研究が活発化し，誘電体·絶縁体を発電源として捉えなおす新しいエレクトロニクス（トライボエレクトロニクス）が始まっている．我々は，誘電物理の立場から，静電気現象として培われてきた摩擦帯電列などの考え方に拠りつつも，それに加えて摩擦発電では，発生する摩擦電気を繰り返し負荷に供給し，持続的に電力を供給する性質が重要と考えている．そして，摩擦発電のミクロ起源としての電荷変位と双極子回転を選択的に可視化する新手法（第2次光高調波発生法：optical second-harmonic generation（SHG））を確立し，摩擦で形成した分極が脱分極する過程で外部負荷に電力を供給するモデルを提案した．双極子回転を発電源とすれば，極性基を含む発電材料が候補となることから，ポリイミドの発電源としての電気特性評価を進めている．ポリイミドは吸湿性があり，安定に摩擦発電特性の評価を行うために乾燥窒素中で摩擦発電評価を行うシステムを構築し，摩擦により発生する電流の測定を行ったので報告する．20℃から250℃の温度範囲で昇温，降温を繰り返して摩擦電流測定を行い，温度変化の前後で摩擦電流の電流値が変わらず測定できるとともに，発電特性の温度依存性が材料の誘電的物性値と密接に関連することを確認した．