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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-04-25 13:00 PMDA-SDAポリイミドの成膜と摩擦発電特性のI-V測定による評価 ○下田 空・野間大史・田口 大・間中孝彰（科学大）  SDM2026-1 OME2026-1 |
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| 抄録 | （和） | 近年、摩擦電気を電源として利用する試みが進んでいる。我々は、摩擦帯電によって取り出せる電力だけでなく、摩擦で形成された分極が脱分極する過程で外部へ電力を供給する発電モデルを提案した。従来の摩擦発電は電極運動に伴う静電誘導により交流出力となるが、永久双極子の配向緩和（脱分極）を利用できれば、直流出力が得られる。本研究では、原子置換に伴って電流に与える影響を評価するための材料として適しており、双極子モーメントを持つ発電材料としてPyromellitic Dianhydride (PMDA)- 4,4’-Oxydianiline (ODA)の酸素原子を硫黄原子に置換したPyromellitic Dianhydride (PMDA)と 4,4'-Thiodianiline (SDA)からなるポリイミドに着目し、I-V測定で発電特性を確認した。まず、前駆体であるポリアミック酸（PAA）をスピンコートにより成膜し、熱処理によりイミド化をした。熱処理によりポリアミック酸がイミド化されていることの確認はラマン分光測定で行った。次に、摩擦中のPMDA-SDAポリイミドのI-V測定により発電特性を評価した。ラマン分光測定の結果、加熱処理後にアミド基由来の吸収が消失し、イミド基特有のピークが現れたことから、イミド化によるPMDA-SDAポリイミドの生成を確認した。また、I-V測定においては、安定した直流電流が流れていることが観測された。摩擦によるトルクの増加が2 mNm、金属棒の回転数100 rpmの条件で、短絡電流I_s=13.1 nA、最大電力P_m=0.65 μW、みかけの内部コンダクタンスG_i=69.2 pSとなった。電流の極性は、双極子脱分極により電流が生じたと考えると、摩擦するコットンから裏面のITO電極に向かって配向分極が形成することで、コットンに正、ITO電極に負の電荷がポリイミド内部を移動して、脱分極中に外部回路を流れたとして説明できる。 |
| （英） | Recently, triboelectricity has been attracting much attention as an electrical power source. Ideas for utilizing electrostatic mono-charges, i.e., static positive and negative charges, remained on materials surfaces have been proposed for these power generators. However, this is not a whole scenario for production of electrical power by triboelectricity. Electrical depolarization current that flows due to motion of dipole charges is the candidates for power transmission. This idea opens a way to provide DC current source in contrast to AC power sources based on triboelectric generators using static mono-charges. In this report, we described synthesized from pyromellitic dianhydride (PMDA) and 4,4’ thiodianiline (SDA) polyimide-based triboelectric generators where SDA groups has a permanent dipole. Raman spectroscopy showed that peaks originating from imide groups are present and those from amide groups disappear after thermal treatment at 270℃ for 1h, indicating PMDA-SDA polyamic acid precursor changed to the polyimide through thermal imidization. Electrical power generation characteristics was studied by I-V measurement. Results showed that rubbing at 100 rpm and 2 mNm by cotton cloth gives positive DC current. The short-circuit current is I_s = 13 nA, the maximum power P_m = 0.65 μW, and the equivalent internal conductance G_i = 69 pS. The polarity of the current is explained as that the rubbing forces dipoles mechanically ordered in the direction from the cotton to ITO electrode in cotton/PMDA-SDA polyimide/ITO arrangement and compensation electrode charges are transferred across the polyimide film, and subsequently, the orientationally ordered state undergoes dipolar depolarization and these electrode charges flowed through the external circuit. | |
| キーワード | （和） | 分子静電気エレクトロニクス / 摩擦発電 / 双極子 / 等価回路 / 誘電分極 / PMDA-SDAポリイミド / ラマン分光 / I-V測定 |
| （英） | dielectric electronics / triboelectric generator / permanent dipole / equivalent circuit / dielectric polarization / PMDA-SDA polyimide / Raman spectroscopy / I-V measurement | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 126, no. 9, OME2026-1, pp. 1-5, 2026年4月. | |
| 資料番号 | OME2026-1 | |
| 発行日 | 2026-04-18 (SDM, OME) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2026-1 OME2026-1 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | OME SDM |
| 開催期間 | 2026-04-25 - 2026-04-25 |
| 開催地（和） | 奄美市アマホームプラザ |
| 開催地（英） | AMA Home Plaza |
| テーマ（和） | 薄膜（Si,化合物,有機,フレキシブル）機能デバイス・バイオテクノロジー・材料・評価技術および一般 |
| テーマ（英） | Thin film devices (Si, compound, organic, flexible), Biotechnology, Materials, Characterization, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | OME |
| 会議コード | 2026-04-OME-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | PMDA-SDAポリイミドの成膜と摩擦発電特性のI-V測定による評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | I-V Measurement of PMDA-SDA Polyimide Triboelectric Generators using Dipolar Depolarization as Power Sources |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 分子静電気エレクトロニクス / dielectric electronics |
| キーワード(2)（和/英） | 摩擦発電 / triboelectric generator |
| キーワード(3)（和/英） | 双極子 / permanent dipole |
| キーワード(4)（和/英） | 等価回路 / equivalent circuit |
| キーワード(5)（和/英） | 誘電分極 / dielectric polarization |
| キーワード(6)（和/英） | PMDA-SDAポリイミド / PMDA-SDA polyimide |
| キーワード(7)（和/英） | ラマン分光 / Raman spectroscopy |
| キーワード(8)（和/英） | I-V測定 / I-V measurement |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 下田 空 / Sora Shimoda / シモダ ソラ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京科学大学 (略称： 科学大) Institute of Science Tokyo (略称： Science Tokyo) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 野間 大史 / Taishi Noma / ノマ タイシ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京科学大学 (略称： 科学大) Institute of Science Tokyo (略称： Science Tokyo) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 田口 大 / Dai Taguchi / タグチ ダイ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京科学大学 (略称： 科学大) Institute of Science Tokyo (略称： Science Tokyo) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 間中 孝彰 / Takaaki Manaka / マナカ タカアキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 東京科学大学 (略称： 科学大) Institute of Science Tokyo (略称： Science Tokyo) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-04-25 13:00:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | OME |
| 資料番号 | SDM2026-1, OME2026-1 |
| 巻番号（vol） | vol.126 |
| 号番号（no） | no.8(SDM), no.9(OME) |
| ページ範囲 | pp.1-5 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2026-04-18 (SDM, OME) |
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