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折り紙エレクトロニクス

研究課題

研究課題/領域番号 18H03868
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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)

研究分担者 尾上 弘晃  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
舘 知宏  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50586740)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2020年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2019年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2018年度: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
キーワード折り紙 / 切り紙 / フレキシブルデバイス / 機械的メタマテリアル
研究成果の概要

本研究では、折り紙・切り紙構造を用いた伸縮可能なフレキシブル電子デバイスに関して、構造および学理の探求からself-folding技術の確立、デバイスへの実装・評価まで一貫して行った。構造および学理の探求に関しては、引張力による自己折りを起こす新規切り紙・折り紙構造を発見した他、大きな均一変形を有する切り紙構造を実現した。Self-folding技術の確立に関しては、厚い銅配線基板の大曲率自己折り上げおよび、熱溶融積層3Dプリンタを用いたself-folding後に弾性を有するヒンジを実現した。さらに、デバイスへの実装・評価に関しては、折り紙構造による自己形状認識デバイスを実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、有機材料やゴム材料を用いた伸縮可能なフレキシブルデバイスの研究が盛んに行われている。これに対して、本研究は、硬く高性能な電子素子や電気配線用いながらも、折り紙構造や切り紙構造を用いることでデバイス全体としては伸縮変形を可能とすることで、伸縮耐性と電子デバイスとしての性能とを両立する研究である。研究成果として、電子デバイスに有用な新規の折り紙・切り紙構造を発見・考案した他、自己形状認識デバイスなどでの実証実験も行っており、学術的にも社会的にも意義のある成果を挙げている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] シンガポール工科デザイン大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール工科デザイン大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール工科デザイン大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of a Kirigami Structure with a Large Uniform Deformation Region2021

    • 著者名/発表者名
      Taniyama Hiroki、Iwase Eiji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 12 号: 1 ページ: 76-76

    • DOI

      10.3390/mi12010076

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hybrid hinge structure with elastic hinge on self-folding of 4D printing using a fused deposition modeling 3D printer2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamura Shunsuke、Iwase Eiji
    • 雑誌名

      Materials & Design

      巻: 203 ページ: 109605-109605

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2021.109605

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shape-Recognizable Origami Sheet Device With Single Walled Carbon Nanotube Strain Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Tomoki、Onoe Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Microelectromechanical Systems

      巻: 30 号: 2 ページ: 234-242

    • DOI

      10.1109/jmems.2020.3047774

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Rigidity and Breaking Strain for a Kirigami Structure with Non-Uniform Deformed Regions2019

    • 著者名/発表者名
      Taniyama Hiroki, Iwase Eiji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 10 号: 6 ページ: 395-395

    • DOI

      10.3390/mi10060395

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 4D Printing of Multi-Hydrogels Using Direct Ink Writing in a Supporting Viscous Liquid2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uchida, Hiroaki Onoe,
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 10 号: 7 ページ: 433-433

    • DOI

      10.3390/mi10070433

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Syringe-Injectable, Self-Expandable, and Ultraconformable Magnetic Ultrathin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Yamagishi, Akihiro Nojiri, Eiji Iwase, Michinao Hashimoto
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 44 ページ: 41770-41779

    • DOI

      10.1021/acsami.9b17567

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Kirigami Structure with a Large Uniform Deformation Region2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Taniyama, Eiji Iwase
    • 学会等名
      the 34th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shape-Measurable Device based on Origami Structure with Single Walled Carbon Nanotube Strain Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Mori, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      the 34th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 駆動材料層の後付加による自己折り畳み手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤祐輔, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 切り紙構造の伸張時における不均一変形領域の低減2020

    • 著者名/発表者名
      谷山広樹, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己折りする剛体切り紙2020

    • 著者名/発表者名
      仙福孝太朗, 舘知宏
    • 学会等名
      日本折紙学会 第29回折紙の科学・数学・教育研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 立体化する切り紙構造の設計と展開動作に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      仙福孝太朗、舘知宏
    • 学会等名
      第15回コロキウム構造形態の解析と創生
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 4D Printing with Elastic Hinge Using Shape Memory Polymer and Elastomer via Fused Deposition Modeling 3D Printer2020

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamura, Eiji Iwase
    • 学会等名
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Actomyosin-Collagen Hybrid Soft Actuator2020

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Kohno, Shusei Kawara, Yuichi Hiratsuka, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      the 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Origami-Structured Flexible Electronic Substrate with Faces Parallel to Target-of-Attachment Surfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yasuga, Atsushi Eda, Kai Suto, Tomohiro Tachi, Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 33rd IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Folding Acute-Angel Origami driven by Surface Bending Force2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uchida, Hiroki Yasuga, Tomohiro Tachi, Eiji Iwase, Hiroaki Onoe,
    • 学会等名
      The 33rd IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 折り上げ後に弾性を有する自己折り畳みヒンジの提案2020

    • 著者名/発表者名
      太田颯人, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 折り紙構造と切り紙構造の組み合わせによる伸縮可能な薄膜基板の実現2020

    • 著者名/発表者名
      日下俊輝, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 伸縮電子デバイスのための硬軟混合基板における高剛性領域の回転変形の利用2020

    • 著者名/発表者名
      田鈺平, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会 第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 切り紙型伸縮電子基板の剛性と破断ひずみの設計2019

    • 著者名/発表者名
      江田篤史, 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 切り紙構造ヒンジを用いた電子基板の自己折り畳み手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      谷山広樹, 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Hydrogel 4D Printing for Deformation Control2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uchida, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Syringe-Injectable and Self-Expandable Shape Memory Polymer Nanosheets2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Yamagishi, Akihiro Nojiri, Eiji Iwase, Michinao Hashimoto
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal Wiring on Flexible Origami Structure for Stable Resistance Value Against Deformation2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uchida, Hiroki Yasuga, Eiji Iwase, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flexible Electronic Devices using Rigid Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 切り紙構造を用いた多軸力センサの製作2019

    • 著者名/発表者名
      山本真史, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 伸縮電子デバイスのための電子基板の自己折り畳み手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      江田篤史, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 切り紙構造の延伸時における局所的な傾き角の評価2019

    • 著者名/発表者名
      谷山広樹, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱溶融積層3Dプリンタを用いた導電性を有する自己折り畳みデバイス2019

    • 著者名/発表者名
      山村俊介, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマフィルムを用いた変形および形状固定可能な電子デバイスの提案2019

    • 著者名/発表者名
      石上直哉, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Self-Assembly of Shape Memory Polymer Printed by Fused Deposition Modeling2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nojiri, Eiji Iwase, Michinao Hashimoto
    • 学会等名
      The 32nd IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 注射針から射出後に自己展開可能なポリウレタン系形状記憶ポリマーからなるナノ薄膜2019

    • 著者名/発表者名
      山岸健人, 野尻晃宏, 岩瀬英治, 橋本道尚
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 切り紙構造を用いた多軸力センサの形状の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山本真史, 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] 切り紙型伸縮配線の機械特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      谷山広樹, 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] マイクロ流路内でのアクチン?ミオシン組織の構築2018

    • 著者名/発表者名
      瓦脩生,平塚祐一,尾上弘晃
    • 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] 単相カーボンナノチューブ歪みセンサによるハイドロゲル膨潤検知2018

    • 著者名/発表者名
      井山瑛里加,桐谷乃輔,尾上弘晃
    • 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] 赤外光で駆動可能な単相カーボンナノチューブ含有刺激応答性ゲルアクチュエータ2018

    • 著者名/発表者名
      黒田敬弥,尾上弘晃
    • 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] 高粘度液体をサポート材に用いた刺激応答性ゲルの3次元印刷2018

    • 著者名/発表者名
      内田拓也,尾上弘晃
    • 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] グラフェン素子を用いたインライン型ワイヤレス圧力センサ2018

    • 著者名/発表者名
      井上渚紗,尾上弘晃
    • 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] Direct Writing of 3D Stimuli-Responsive Hydrogel Microstructures in Supporting Viscous Liquid2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uchida, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Folding of 3D Printed Shape Memory Polymers with High Degree of Shrinkage2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nojiri, Eiji Iwase, Michinao Hashimoto
    • 学会等名
      2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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