2021 Fiscal Year Annual Research Report
自己修復する伸縮性導体の開発とテキスタイルセンサ応用
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20K22411
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥谷 智裕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (60876449)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 伸縮性導体 / コンポジット材料 / プリンテッドエレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
耐久性の高い伸縮電子デバイスは、ウェアラブルデバイスやソフトロボティクス応用に重要である。耐久性を高めるアプローチの1つとして、壊れても修復できるという、修復機能をもつ材料を用いることがあげられる。そこで本研究では、修復機能を有する材料で配線・センサを、印刷技術で作製することを研究目的とした。
昨年度は、修復性ポリマーの合成と、ポリマー、導電材料、有機溶剤を混ぜ合わせた伸縮性導電インクの開発を行い、印刷でのパターニングを実現した。また密着性の小さいシリコーンゴム表面での転写プロセスを用いることで、修復ポリマー基板上での導電体の転写を行った。
最終年度では、まずこの転写法の歩留まりの向上に取り組んだ。転写プロセスで用いる基材の選定を行った。ガラス基板上にシリコーンゴムを成膜した場合であると、転写時に部分的に基板と導体が密着しない問題が生じていた。ガラス基板のない、柔らかいシリコーンゴム基板に変更したところ、転写時の圧力によりゴム基材部分が変形することで、基板と導体全体を密着させることに成功した。さらに転写時の温度を40℃付近に設定することで、導体が修復ポリマー内に埋め込まれる構造にできることに成功した。
しかし、作製された伸縮性導体の表面に大きな傷を加えた際、自己修復性を示さなかった。傷つけた部分同士を接続すると、密着および剥離困難になったことから、導体作製時に充填する銀の量が多く修復性を持つポリマー領域が少ないため、ポリマー部分の移動が起きにくくなったことが考えられる。今後自己修復性を付与するには、銀ナノワイヤなどの充填率が少なく導電性を発現できるものや、液体金属といった修復性のある導電材料を用いることが考えられる。
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Research Products
(5 results)
