圧電フィルムセンサ（Picoleaf™）圧電フィルムセンサ（Picoleaf™）　基礎知識

ポリ乳酸（PLA=Poly Lactic Acid）は、汎用の石油由来プラスチックに匹敵する強度、成型性を持つ“生分解性ポリマー”のひとつとして1995年頃から注目され始め、現在では環境にやさしいポリマーとして広く認知されるようになりました。PLAの原料となる乳酸は、植物から得られるデンプンを乳酸菌により乳酸発酵させることにより製造されます。デンプンは植物の光合成により得られるため、製造から廃棄、分解に至るまでのライフサイクルにおいて、製造工程で使用されるエネルギーを除けば大気中のCO₂を増加させることはないカーボンニュートラルな材料です。

PLAは他の生分解性ポリマーに無い高い透明性を持ち、その光線透過率はアクリルの93%をもしのぐほどです。身近なものではスーパーマーケットなどで見かける卵パックやトマトケースの一部にこのPLAが使われているものがあります。一般的には環境対応ポリマーとして利用される安価な植物性ポリマーとしてのPLAですが、ムラタはこのポリマーの圧電性に着目しました。

PLAの圧電定数（圧電d定数）は7～12pC/N程度で、PZTなどと比較すると小さいですが、PLAは比誘電率が約2.5と非常に低いため、圧電出力定数（＝圧電g定数、g=d/εT）が大きな値となります。そのため、PLAのセンシング感度は高いことになります。圧電出力定数で比較すると、圧電定数がPLAの4倍以上あるポリフッ化ビニリデン（PVDF）とほぼ同等です。

Picoleafは、ポリ乳酸（PLA）を用いた高感度の「曲げ」「ねじり」「押し圧」「振動」が検知可能なフレキシブルで薄型のセンサです。
省スペースでの実装が可能なほか、水回りでのユーザーインターフェースや金属筐体でも活用可能など、さまざま特徴を有しています。

検知回路と組み合わせることで、圧電フィルムの変位速度に応じた出力が得られます。この出力特性を利用することで、押圧検知、把持検知、生体信号検知などさまざまなセンサとして応用が可能です。