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断線を自ら診断し自己修復する金属配線

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0107
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 人工物システムの強化
研究機関早稲田大学

研究代表者

岩瀬 英治  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)

研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードフレキシブルデバイス / 自己修復 / 電子デバイス・機器 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

本研究では、金属配線と金属ナノ粒子を含む液体のハイブリッド構造を利用することにより、断線の自己診断能および選択的修復能を併せ持つ電気配線の実現およびそのデバイス実証を行った。まず、自己修復の際の電流電圧条件に着目した結果、高電圧・小電流条件において、大きな幅の断線を修復できることを明らかにした。また、自己修復配線の電子デバイス応用として、伸展可能なフレキシブルLEDデバイスの実証実験を行い、27%の伸展において断線した配線を3.4秒後に修復できることを確認した。これら研究結果から,自己修復配線の電子デバイスへの応用を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により可撓性だけでなく伸縮性・自己修復性を有するデバイスという新たな領域が一気に開拓することができる。例えば、湿布状の皮膚貼付け型フレキシブルセンサシートや伸縮可能なフレキシブルディスプレイが実現可能となると考えている。高伸縮耐性という性質は、使用時に伸縮性が必要な場面に用途が限定されるわけではなく、例えば自由曲面に貼り付ける用途には必要となるため産業上の波及効果が大きく、社会的意義の高いものであると考えている。また、産業応用や社会的意義だけでなく、水着や飛行機の翼面、野球のボールの表面などに流速センサを貼り付け、流体からの力を計測するなど学術的な現象解明のための利用も大いに考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [国際共同研究] Fraunhofer IZM(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Crack-Configuration Analysis of Metal Conductive Track Embedded in Stretchable Elastomer2018

    • 著者名/発表者名
      Koshi Tomoya、Iwase Eiji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 3 ページ: 130-130

    • DOI

      10.3390/mi9030130

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voltage and current conditions for nanoparticle chain formation using dielectrophoresis2017

    • 著者名/発表者名
      Koshi Tomoya、Nakajima Yuta、Iwase Eiji
    • 雑誌名

      Micro & Nano Letters

      巻: 12 号: 8 ページ: 532-535

    • DOI

      10.1049/mnl.2017.0125

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 伸縮性電気配線および自己修復機能を有する金属配線2017

    • 著者名/発表者名
      古志知也,岩瀬英治
    • 雑誌名

      接着の技術

      巻: 37 ページ: 21-25

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自己修復型金属配線と伸縮デバイス応用2017

    • 著者名/発表者名
      古志知也,岩瀬英治
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 86 ページ: 1061-1064

    • NAID

      130007715520

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltage and Current Conditions for Nanoparticle Chain Formation using Dielectrophoresis2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Koshi, Yuta Nakajima, Eiji Iwase
    • 雑誌名

      Micro & Nano Letters

      巻: accepted

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パリレン被膜したエラストマの水分透過率の評価2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬和希, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第58回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非一様交流電界下におけるイオン液体に分散した金属ナノ粒子の挙動観察2019

    • 著者名/発表者名
      武鎗彰良, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第25期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電界トラップによる金ナノ粒子の架橋構造における架橋形態の分類2018

    • 著者名/発表者名
      武鎗彰良, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属ナノ粒子の電界トラップにおける電解質濃度による粒子流れの影響2018

    • 著者名/発表者名
      黄平, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      平成30年 電気学会E部門 総合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘着性弾性体による押し付け圧力を利用した非加熱型電子部品実装手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤峻, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し伸縮変形下における自己修復型金属配線の修復特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高電圧条件下における誘電泳動力を用いたナノ粒子鎖形成2018

    • 著者名/発表者名
      長村透, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第24期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Stretchable Electronic Device with Repeat Self-Healing Ability of Metal Wire2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Koshi, Eiji Iwase
    • 学会等名
      the 30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2017)
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 伸縮基板上の波形状金属配線に生じるき裂の観察2017

    • 著者名/発表者名
      古志知也, Loher Thomas, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 伸縮基板の剛性と波状金属配線の形状による配線の伸縮性の設計と評価2017

    • 著者名/発表者名
      石井智之, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 伸縮電子デバイスのための金属部と基材部の剛性比を用いた伸縮耐性の向上2017

    • 著者名/発表者名
      石井智之, 朴致済, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属ナノ粒子の電界トラップを用いた配線修復における周波数依存性2017

    • 著者名/発表者名
      細谷航平, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第56回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      葛飾, 東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 伸縮基板上の金属配線におけるき裂の発生形態2017

    • 著者名/発表者名
      黒木雄也, 古志知也, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第56回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      葛飾, 東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Voltage and Current Condition on Self-Healing Metal Wire2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Koshi, Eiji Iwase
    • 学会等名
      the International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016 (MNST2016)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Healing Process Behavior on Electric Field Trapping of Gold Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakajima, Tomoya Koshi, Eiji Iwase
    • 学会等名
      the International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016 (MNST2016)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硬く高機能な材料を用いた柔軟フレキシブルデバイスの実現2016

    • 著者名/発表者名
      岩瀬英治
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 2016ワークショップ
    • 発表場所
      伊豆, 静岡
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬く高機能な材料を用いた柔らかく変形可能なデバイスの実現2016

    • 著者名/発表者名
      岩瀬英治
    • 学会等名
      プリンタブルデバイス実装研究会 第2回公開研究会
    • 発表場所
      文京区, 東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室web

    • URL

      http://www.iwaselab.amech.waseda.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Micro&Nano Mechanics Laboratory, Waseda University

    • URL

      http://www.iwaselab.amech.waseda.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] Self-repairing wiring and stretchable device2017

    • 発明者名
      Eiji Iwase, Tomoya Koshi
    • 権利者名
      Eiji Iwase, Tomoya Koshi
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Eiji IwaseTomoya Koshi2017

    • 発明者名
      Eiji Iwase, Tomoya Koshi
    • 権利者名
      Eiji Iwase, Tomoya Koshi
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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