1000℃に耐える圧電素子の商機

　熊本大学の中妻啓助教と田辺将之助教、小林牧子准教授らは、１０００度Ｃの高温に耐えられる圧電素子を開発した。超音波センサーや感圧センサーとして利用できる。化学プラントなどで、高温向け配管の厚みを監視するセンサーに提案する。２０２０年に大学発ベンチャーを設立して事業化を目指す。

　圧電セラミックスの粉と圧電ゾルゲル溶液を混合して塗布し、焼成して圧電膜を作成する。電流を流すと振動し、特定の周波数の超音波を発する。ニオブ酸リチウム製の圧電膜は１０００度Ｃに耐えられる。既製品は６００度Ｃだったという。

　圧電セラミックスの膜内部に微細な空隙をもつため、内部を通る超音波が減衰しやすい。超音波が膜内部で共振しにくく、ノイズを低減できる。圧電素子を配管などに貼り付け、超音波を発して反射波が返ってくるまでの時間を計れば、配管の肉厚を計測できる。プラント配管が急激に消耗する異常減肉などの検出に提案する。

　圧電膜は力をかけると電圧を出力し、圧力センサーとして利用できる。１ニュートンの力がかかると２５ミリワットの電力を出力する。圧電膜が薄いため、柔軟に曲げられる。手で折り曲げて１万回の曲げ耐久性を確認した。

　塗布で圧電膜を作れるため、基材の種類や曲面形状など設計の自由度が高い。複数の圧電素子を並べてセンサーアレイを作成する。ロボットの皮膚センサーにも応用できる。