誘電エラストマー

誘電性エラストマー （ゆうでんせいエラストマー）は、電場により大きなひずみ（400%を超える）を生成するエラストマーである。マクスウェル応力を利用して電気エネルギーを直接運動エネルギーに変換することができる。誘電性エラストマーは、軽量で高い弾性エネルギー密度を持つ。誘電性エラストマーの電場駆動では、電流値はnAからμAの範囲で、熱損失がほとんどない。駆動電場は高い（数千ボルト）が、エネルギー効率は高い。現在のところ、大変形を誘起するのに適している。逆に外部から力を加えて変形させ、発電に使用されることもある。実際に運動量として取り出す機構については今も研究中であり、様々な構想が存在する。
原理.
誘電性エラストマーは二枚の電極に挟まれている柔らかいコンデンサーである。
電圧formula_1が印加されると、クーロン力によりformula_2 が生じる。したがってエラストマーは圧縮される。静電気力formula_2の二倍である電極間圧力formula_4は、次式で求められる。
formula_5
ここでformula_6は真空の誘電率。formula_7はエラストマーの誘電率。formula_8はエラストマーフィルムの厚さ。
材料.
エラストマー材料はシリコン系かアクリル系が使われることが多い。要件は以下のとおり。
また、電極はエラストマーと常に接触している必要がある。電極は（金属電極、黒鉛粉末、シリコーンオイルとグラファイト混合物）などが用いられる。
機構.
二つの電極を誘電性エラストマーでコーティングしたもの。典型的には額縁様構造物でフィルムの周りを支持する。例として拡大する円。積層することもある。
コーティングされたエラストマーフィルムを円筒に巻き付けたもの。電圧を印加すると軸方向に力がかかり、伸張する。円筒アクチュエータは圧縮バネに巻き付けたり、あるいはコア無しでも用いることができる。円筒アクチュエータはマイクロロボットや弁に使われる。
平面的な構造として作られるが、z軸方向に力がかかる。一般的なダイヤフラムの膜自身がアクチュエータとして機能する。
エラストマーフィルムの特定の場所に複数の電極を取り付けたアクチュエータ。電圧を加えるとフィルムは複雑な三次元構造をとる。空気や水を介して車両の推進などに用いることができる。例えば飛行船など。
面型アクチュエータを積層することで変形と力を大きくすることが出来る。特に短縮アクチュエータを造ることが出来る。
力と変位がz方向にかかるアクチュエータ。通常、z方向の変位を増加させるために積層されている平坦な膜である。