大面積ナノ材料パターニング技術による人工電子ヒゲの試作研究

利用大面积纳米材料图案化技术的人造电子晶须原型研究

• 批准号: 25889048
• 负责人: 竹井 邦晴
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25889048/
• 关键词: フレキシブルセンサ; 歪みセンサ; 印刷技術; 人工電子ヒゲ; ナノ材料

本研究では、ナノ材料の印刷技術による高感度歪みセンサの開発及び人工電子ヒゲデバイスの開発を目指した。特に（１）ナノ材料のフレキシブルデバイスへの可能性の示唆、（２）新規デバイス（人工電子ヒゲ）による新たな分野の開拓、（３）ナノ材料のパターニング技術の開発、の３点に重点を置き研究を行った。まず銀ナノ粒子とカーボンナノチューブの混合インクを開発し歪みセンサを作製した。歪みセンサは、スクリーン印刷法を用いることにより、様々なフレキシブル基板上に大面積且つ容易に形成することが可能になった。デバイス作製の最適化を行うことでセンサの超高感度化を実現し、またナノ材料の混合比を制御することにより歪みセンサの感度を調節することが可能であることが明らかになった。これは応用用途に合わせた感度の調整が容易に出来ることを示しており重要な要素となる。このような印刷技術によるフレキシブル基板上でのセンサ応用はほとんど例がなく、本研究の重点課題であった（１）ナノ材料の可能性の示唆について示すことが出来た。次に、平成２６年度達成目標であった人工電子ヒゲアレイの開発も行った。出力信号は、簡単なシステムを用いることでパソコンでのリアルタイム計測を実現した。まず印刷した歪みセンサアレイを、レーザー加工機を用いてフレキシブル基板をヒゲ構造に形成した。そして構築したシステムを用いて３次元構造体の分布計測を試みた。その結果、猫の髭のように高解像度で３次元構造体の形状を検出することが出来ることを確認した。本結果から研究課題であった（２）新規デバイスの開発、（３）ナノ材料のパターニング技術の開発について達成することができた。当該年度において、本研究課題全てを達成することができ、今後は本技術の応用による様々な分野への貢献が期待できる。

This study aims at the development of high-sensitivity printing technology and artificial electronic printing technology. In particular,(1) demonstration of the possibility of the development of new materials,(2) development of new technologies for artificial electronic materials,(3) development of new technologies for the development of new materials, and 3 key points for research. A mixture of silver particles and silver particles is developed and controlled. The printing method has a large area and is easy to form. The optimization of the working conditions of the film is carried out by controlling the mixing ratio of the materials and adjusting the sensitivity of the film. This is an important factor in the ease with which sensitivity can be adjusted. The key issues of this study are as follows: (1) The possibility of printing materials is demonstrated. In 2006, the company achieved the goal of artificial electronic equipment development. The output signal shall be measured in a simple way. The printing machine is used to form the substrate structure. The distribution of three-dimensional structures is measured in the construction of three-dimensional structures The result is that the shape of the three-dimensional structure is detected and confirmed. The results of this study include: (2) the development of new technologies;(3) the development of new materials and technologies. When this year comes, we hope that all of this research project will be completed, and we look forward to making outstanding contributions to the use of this technology in the future.

项目成果

インフラ設備ストレスのモニタリングに応用可能な大面積印刷技術を応用した高感度歪みセンサ

采用大面积印刷技术的高灵敏度应变传感器，可应用于基础设施应力监测

• 发表时间: 2014
• 作者: 原田真吾;本田航;有江隆之;秋田成司;竹井邦晴
• 通讯作者: 竹井邦晴

Fully printed, large-scale, high sensitive strain sensor array for stress monitoring of infrastructures

全印刷、大规模、高灵敏度应变传感器阵列，用于基础设施的应力监测

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Harada;W. Honda;T. Arie;S. Akita;K. Takei
• 通讯作者: K. Takei

Fully Printed, Highly Sensitive Multifunctional Artificial Electronic Whisker Arrays Integrated with Strain and Temperature Sensors

• DOI: 10.1021/nn500845a
• 发表时间: 2014-04-01
• 期刊: ACS NANO
• 影响因子: 17.1
• 作者: Harada, Shingo;Honda, Wataru;Takei, Kuniharu
• 通讯作者: Takei, Kuniharu

大阪府立大学 ナノ材料-フレキシブルデバイスグループ

大阪府立大学纳米材料-柔性器件组