- 理工学部 研究绍介一覧
- 【プレスリリース】－200℃の低温でも动作するアクチュエータ用の形状记忆合金を开発 宇宙机器や水素利用分野における动作制御の高性能化に期待
【プレスリリース】－200℃の低温でも动作するアクチュエータ用の形状记忆合金を开発 宇宙机器や水素利用分野における动作制御の高性能化に期待
理工学部 理工学科 材料科学コース
戸部 裕史
構造機能材料学、金属组织学
発表のポイント
- 従来の限界だった－100℃を下回る－200℃の低温でも形状记忆効果（注1）を示す铜系形状记忆合金を开発しました。この性质を利用することで、低温で动作するアクチュエータ（注2）を実现できます。
- 开発した形状记忆合金をアクチュエータとして用いた机械式ヒートスイッチ（注3）を试作し、－170℃で动作することを実証しました。
- 低温域で大きな仕事量（注4）が得られるアクチュエータが実现可能となり、宇宙机器などでの利用が期待されます。
概要
电気や热を机械的エネルギーに変换するアクチュエータには、用途に応じてさまざまな机构や材料があります。特に、宇宙机器や水素利用などの分野では、－100℃以下の低温でも正确に动作し、高出力を発挥できるアクチュエータ用材料が求められています。しかし、これまで実用的な材料はありませんでした。
このたび、东北大学大学院工学研究科の大森俊洋教授らの研究グループは、铜、アルミニウム、マンガンを主成分とする合金が－200℃でも形状记忆効果を示すことを発见し、さらに、この合金をアクチュエータとして组み込んだ机械式ヒートスイッチが－170℃で动作することを确认しました。低温下での高性能アクチュエータの実用化が期待されます。
本研究は、东北大学大学院工学研究科の佐藤骏介大学院生（当时）、大森俊洋教授、贝沼亮介教授、许皛准教授、同大学学际科学フロンティア研究所の许胜助教、岩手大学理工学部の戸部裕史准教授、宇宙航空研究开発机构（闯础齿础）宇宙科学研究所の泽田健一郎主任研究开発员と佐藤英一教授、国立天文台先端技术センターの东谷千比吕研究技师、东京都市大学総合研究所の中川贵雄特任教授、京都大学大学院工学研究科の荒木庆一教授の共同研究により実施されました。
本研究成果は、2025年7月16日18時（日本時間）に科学誌Communications Engineeringに掲載されます。
用语解説
注1．形状记忆効果：変形した材料を加热すると元の形状に戻る性质。この性质を持つ金属材料が形状记忆合金。
注2. アクチュエータ：電気や磁気などのエネルギーを機械的エネルギーに変換する装置。
注3. 機械式ヒートスイッチ：物理的な接触?非接触により断熱状態と熱伝導状態を切り替えるデバイス。
注4. 仕事量：応力と歪の積が単位体積あたりの仕事。ここでは、アクチュエータの出力できるエネルギー密度に対応する。
【论文情报】
タイトル：Shape memory alloys for cryogenic actuators
著者：Shunsuke Sato, Hirobumi Tobe, Kenichiro Sawada, Chihiro Tokoku, Takao Nakagawa, Eiichi Sato, Yoshikazu Araki, Sheng Xu, Xiao Xu, Toshihiro Omori*, Ryosuke Kainuma
*責任著者：东北大学大学院工学研究科 教授 大森 俊洋
掲載誌：Communications Engineering
顿翱滨：10.1038/蝉44172-025-00464-9
本研究成果の详细は、以下のプレスリリースをご覧ください。
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学大学院工学研究科
教授 大森 俊洋
TEL: 022-795-7322
Email: omori*material.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）
（报道に関すること）
东北大学大学院工学研究科情報広報室
担当 沼澤 みどり
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）