| 研究課題/領域番号 |
20K22411
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 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 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、修復性高分子の合成と、高分子、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。また修復性高分子同士は自己的に接着させることに着目し、密着性の小さいシリコーンゴム表面でに修復性材料を準備し、転写プロセスを利用することで、修復高分子基板上への導電体の転写を行った。特に転写時の温度を40℃付近に設定することで、導体が修復性高分子内に埋め込まれる構造にできることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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