| 研究課題/領域番号 |
21K14220
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
古志 知也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40849949)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 布上印刷回路 / 機能性インク / き裂発生形態 / 性能劣化挙動 / 引張試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
布上印刷回路は機能性インクが布基材に染み込んだ構造であり、インクの染み込み量や変形の向き等で性能劣化挙動が異なる。研究実施者はこれまでの研究により、これが構造内で生じるき裂発生形態（き裂の発生数や進展速度）の変化で説明でき、き裂発生形態を性能劣化がより遅い形態に制御することで耐久性を向上できるとの示唆を得た。しかしながら、従来研究ではき裂発生形態の変化自体の議論は少なく、性能劣化挙動との対応関係も明らかではない。そこで本研究では、上記を定量的に理解し、き裂発生形態の制御による布上印刷回路の高耐久化設計指針を構築する。
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| 研究成果の概要 |
布上印刷回路において、き裂発生形態を電気的性能劣化が遅い形態に制御可能にすることを目指し、伸縮性銀インク単体での機械的・電気的特性計測、および布基材上での抵抗変化挙動の計測を行った。その結果、インク単体での引張試験において機械的・電気的破断ひずみが必ずしも一致しないインクがあること、また、インク単体での引張試験で得た電気的破断ひずみの大小関係が、布基材上での引張試験で得た大小関係と必ずしも一致しないことを明らかにした。加えて、発展的内容として水の分解と合成を用いる電気化学式圧力源の開発にも取り組み、圧力源自体がシート状空気圧ソフトアクチュエータとして機能する新規構造を考案・実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、複雑な変形が生じる実環境下においても長期間の使用が可能な布上印刷回路の実現に寄与するものである。布上印刷回路は、我々が普段身に着けている服と同じ材料である布を基材に用いているため、デバイスの装着による身体的・精神的負荷を低減し、日常生活下における本来の生体情報を取得できる可能性がある。加えて、本研究で発展的内容として開発したシート状空気圧ソフトアクチュエータと布上印刷回路を組み合わせることで、回路の能動的な形状変化を可能にし、回路と体の接触状態を制御することができるようになる。これにより、見守りや予防等の観点から介護や医療分野等での人手不足の解決に貢献できると考えている。
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