ハイドロゲルと液体金属から構成される超ソフト電子機械システムに関する研究

まずハイドロゲル上での高精度液体金属配線を行った。研究開始までにハイドロゲル構造上に400um程度の配線を行うことに成功している。本年度にはPVAを用いたリフトオフ法という手法を編み出すことで200umは安定的に液体金属配線を構築することができた。派生技術としてシンタリングフリーの配線も考案した。ただし、どちらにせよ、精度としては200umを下回ることはできていない。ICへの接続や経口投与型デバイス(数mmスケール)を構築するうえでは細線幅を40um程度に下げる必要がある。そこで問題となるのは液体金属の低い表面張力である。それを解消するため液体金属ナノビーズを用いた配線技術を考案した。液体金属ナノ粒子の作製は成功している。しかしながらナノビーズ表面にある酸化膜が液体金属の導電性を阻害してしまっている。そのため何らかの方法で酸化膜の形成を阻害するか、除去する必要があり、そのための検討を行っている。以上が、液体金属のハイドロゲル上での配線にかかわる進捗である。しかしながら、システム上に回路を作成するためにはIC等実装技術が肝要となる。そこで、まずはマウンター等の複雑な装置を用いることなく現有の技術を用いて作製した。精度として200umが上限となるのでICの端子間等の最適化が必要であった。最終的に温度計測システムをゲル状に実装し、スマートフォン上で温度の表示を確認することに成功した。

まずハイドロゲル上での高精度液体金属配線を行った。研究開始までにハイドロゲル構造上に400um程度の配線を行うことに成功している。本年度にはPVAを用いたリフトオフ法という手法を編み出すことで200umは安定的に液体金属配線を構築することができた。派生技術としてシンタリングフリーの配線も考案した。ただし、どちらにせよ、精度としては200umを下回ることはできていない。ICへの接続や経口投与型デバイス(数mmスケール)を構築するうえでは細線幅を40um程度に下げる必要がある。そこで問題となるのは液体金属の低い表面張力である。それを解消するため液体金属ナノビーズを用いた配線技術を考案した。液体金属ナノ粒子の作製は成功している。しかしながらナノビーズ表面にある酸化膜が液体金属の導電性を阻害してしまっている。そのため何らかの方法で酸化膜の形成を阻害するか、除去する必要があり、そのための検討を行っている。以上が、液体金属のハイドロゲル上での配線にかかわる進捗である。しかしながら、システム上に回路を作成するためにはIC等実装技術が肝要となる。そこで、まずはマウンター等の複雑な装置を用いることなく現有の技術を用いて作製した。精度として200umが上限となるのでICの端子間等の最適化が必要であった。最終的に温度計測システムをゲル状に実装し、スマートフォン上で温度の表示を確認することに成功した。