• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of self-healing stretchable conductors and textile sensors

Research Project

Project/Area Number 20K22411
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Okutani Chihiro  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (60876449)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords伸縮性導体 / コンポジット材料 / 転写プロセス / プリンテッドエレクトロニクス / 修復ポリマー / 印刷 / 転写 / 自己修復
Outline of Research at the Start

ヒトの身体やロボットの関節などの伸びる部位にも追従可能な、伸縮する電子デバイスを実現するには、デバイス同士をつなげる伸縮性導体が必要である。伸縮性導体の実用化にあたり、繰り返し伸縮に対する耐久性が課題である。伸縮性導体は伸縮を繰り返すうちに、断線してしまう。この損傷を回復できる機能をもつ、伸縮性導体を開発できれば、デバイス寿命がのび、実用化に大きく貢献できる。本研究では自己修復機能をもつ伸縮性導体を伸縮基材上に形成し、導体が繰り返し伸縮による破損を修復できるかを評価する。さらに開発した伸縮性導体を布地に実装することでテキスタイルセンサを作製し、長期センシングの実現性を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we synthesized self-healable polymers and developed a stretchable conductive ink by mixing polymers, conductive materials, and organic solvents and achieved the patterning by printing. In addition, by focusing on the fact that the healable polymers self-adhere to each other, we prepared healable materials on the surface of silicone rubbers with low adhesiveness, and used the transfer process to transfer the conductive material onto the healable polymer substrate. In particular, by setting the temperature to around 40°C in the transfer process, we succeeded in creating the structure in which the conductor was embedded within the healable polymer substrate.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

同じ修復性高分子材料を含んでいる基材と導体を、柔らかいシリコーンゴム基板を介して熱圧着することで、基材と導体が強い密着性を持ちつつ、導体が基材内に埋め込まれた、表面が平坦な電極を形成できた。この密着性の高い、平坦で埋め込まれた構造は、機械的な耐久性を向上させるのに有用であることがわかったので、ウェアラブルデバイスやソフトロボティクスへのさらなる応用における、耐久性の高い伸縮性電子デバイスの開発に役立つと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 3D Printed Spring-Type Electronics with Liquid Metals for Highly Stretchable Conductors and Inductive Strain/Pressure Sensors2022

    • Author(s)
      Chihiro Okutani, Tomoyuki Yokota, Hiroki Miyazako, Takao Someya
    • Journal Title

      Advanced Materials Technologies

      Volume: () Issue: 7 Pages: 2101657-2101657

    • DOI

      10.1002/admt.202101657

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ultrastretchable and Durable Conductive Wiring with Liquid Metal Injected in 3D-Printed Spring-type Channel2021

    • Author(s)
      Chihiro Okutani, Tomoyuki Yokota
    • Organizer
      The 11th International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly reliable spring-type strain/pressure sensor with inductance change2021

    • Author(s)
      Chihiro Okutani, Takao Someya, Tomoyuki Yokota
    • Organizer
      第3回フレキシブル・ストレッチャブルエレクトロニクス若手研究者の会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ソフトロボティクス応用に向けたエラストマーばねの構造安定性と引張変形の解析2021

    • Author(s)
      奥谷智裕,宮廻裕樹,横田知之
    • Organizer
      COMSOL Simulations WEEK 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 光造形式3Dプリンタを用いたマイクロ流路作製技術2021

    • Author(s)
      奥谷智裕,神保泰俊,横田知之
    • Organizer
      第33回東京大学工学部・工学系研究科技術発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-09-29   Modified: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi