2018 Fiscal Year Annual Research Report
Flexible, hybrid chemical and physical healthcare sensor patch
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17H04926
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
竹井 邦晴 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20630833)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | フレキシブルセンサ / pHセンサ / CCD / 健康管理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高感度に計測可能なフレキシブル化学センサの開発を目指している。2017年度、その基礎技術となる電荷転送・蓄積技術であるCCD型デバイスの作製プロセスの最適化及び特性解析を行ってきた。2018年度は、最適化したCCDデバイスをフレキシブルフィルム上に適用し、さらにそのpH感度解析、温度解析、機械的曲げ解析等の基礎物性解析を行った。本結果から、曲げや温度に対して多少の変動は見られるものの、デバイスの動作に大きく起因するものではないことが確認できた。また蓄積回数を増やすことにより、室温で1pH当たり240 mV以上の感度を有することが確認できた。これは一般的な電気化学センサの感度よりも4倍以上高い値であり、本研究が目的とした高感度フレキシブル化学センサを初めて実現することに成功したといえる。更に次年度の計画予定であるセンサの多機能化として、温度センサを集積化させることで、皮膚温度の計測及び外気温度の変動に対する化学センサの補正を出来るようにした。これらを集積化させたセンサを実際にボランティアに添付することにより、リアルタイムでの汗のpH値と皮膚温度を計測することが可能であることを確認した。またイオン感応膜として、グルコース濃度計測用の材料開発を行った。まだCCD型センサとの一体化は出来ていないが、材料の開発が少しずつできつつある。このように計画予定通りCCD型の高感度フレキシブル化学センサの開発に成功し、さらに想定以上の成果として温度センサの集積による多機能化、さらには実証試験の実施に成功した。また本デバイスの更なる発展に向け、フレキシブルダイオードや触覚センサの開発にも成功しており、今後これらを集積化させることで多機能健康管理パッチの実現に大きく前進することが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、（１）CCD型高感度フレキシブル化学センサの開発、（２）その基礎物性解析、（３）イオン感応膜の開発の３点に注目していた。2018年度は計画していた３点を実施し、（１）（２）を完了した。また（３）については現在開発を進めており、グルコース濃度を計測可能なイオン感応膜の開発が少しずつであるが進んでいる。（３）は2019年度も実施する計画となっており予定通りの状況である。これら内容に加え、2019年度予定していたセンサの多機能化に向け、フレキシブル温度センサの集積化及びその実証試験の実施、健康管理を目的として感圧センサの開発、フレキシブルダイオードの開発等に成功している。上記事項から、研究の進捗状況としては「当初の計画以上に進展している」と判断することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、引き続きフレキシブルCCD化学センサ用のイオン感応膜の開発を続ける。また多機能化へ向け、健康管理用途に向けた様々なフレキシブルセンサを集積させることで、これまでにない新しいセンサシステムの実現を目指す。また無線回路等のシステム開発も行うことで、無線状態での健康管理の実現を目指す。あくまでも予定であるが、一年前倒しのスケジュールで研究を実施することで、本分野における研究のプレゼンスを出来る限り早く世の中に発信することを目指す。
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