金属二硫化モリブデンナノシートを用いた電気化学アクチュエータ

タイトル	金属二硫化モリブデンナノシートを用いた電気化学アクチュエータ
著者紹介	ムハレム・アセルチェ,E.コレイ・アクドアン,マニシュ・チョワラ
雑誌	自然
日付	08/30/2017
土居	10.1038/nature23668
はじめに	電気エネルギーを機械的運動に変換するアクチュエーターは、多くの電気機械システムやロボット工学に不可欠な部品である。その用途は、操縦可能なカテーテルや適応型航空機の翼から、空気抵抗を低減する風力タービンまで多岐にわたる。このような作動システムは、カーボンナノチューブ、グラファイト、ポリマー、金属電極に見られるように、熱変化、溶媒との相互作用、電気化学プロセスなど、多様なメカニズムによって作動する。本研究では、二次元金属二硫化モリブデン（MoS2）のナノシートを化学的に剥離し、薄いプラスチック基板上に再積層した電極膜の開発を紹介する。これらの膜は動的な膨張と収縮を示し、大きな機械力を発生させる。数ミリメートルにわたって自重の150倍を超える荷重を持ち上げ、数百回の動作サイクルを維持することができる。MoS2膜は約17メガパスカルの機械的応力を達成し、哺乳類の筋肉（0.3メガパスカル）を上回り、セラミック圧電アクチュエーター（40メガパスカル）に近づき、最大1ヘルツの周波数で約0.6パーセントのひずみを持つ。この驚くべき作動性能は、MoS2ナノシートの金属1T相の高い導電性、再積層されたMoS2層の弾性率（2～4ギガパスカル）、ナノシート層内での効率的なプロトン拡散に起因する。これらの知見は、高ひずみ・高周波用途に適した先進的な電気化学アクチュエーターへの道を開くものである。
引用	Muharrem Acerce、E. Koray Akdoğan、Manish Chhowalla。金属二硫化モリブデンナノシートベースの電気化学アクチュエーター。Nature.2017.DOI: 10.1038/nature23668
エレメント	モリブデン (Mo) , 硫黄 (S) , カーボン（C） , 水素 (H)
材料	化学化合物 , 金属と合金
テーマ	スマート＆ファンクショナル・マテリアル
産業	航空宇宙 , 医療機器 , エレクトロニクス , リサーチ＆ラボラトリー