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生体情報モニタリングのためのウェアラブル伸縮性有機フォトディテクタ

用于生物信息监测的可穿戴可拉伸有机光电探测器

基本信息

批准号：
16J06866
负责人：
松久直司
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

大面積伸縮性回路実現のために、配線材料として用いる印刷可能な伸縮性導体の改良を行った。様々な検討の結果、伸長前の導電率が6500 S cm-1、400%(元の長さの5倍)伸長しても1000 S cm-1もの高い導電率を持つ伸縮性導体の開発に成功した。100%以上伸長したときの導電率は、印刷形成できる材料としては世界最高の導電率である。本研究成果はNature Materials誌に受理された。開発された伸縮性導体は、銀フレーク・フッ素ゴム・フッ素界面活性剤を混合して作製される。伸長してもなぜこのように高い導電率を実現できるのかを調査するために、走査型電子顕微鏡(SEM)および透過型電子顕微鏡(TEM)によって印刷された伸縮性導体の観察を行った。その結果、コンポジット材料中に均一に分散された銀フレークが、フッ素ゴム中に溶けだして約8 nmの大きさの銀ナノ粒子として再析出することが分かった。このように銀フレークから銀ナノ粒子をin situ合成する現象は世界初の発見である。さらに、フッ素ゴムの分子量や界面活性剤の化学構造による銀ナノ粒子のサイズ・密度の制御や、材料を伸長すると伸長に従って銀ナノ粒子が配列する現象の観察に成功した。さらに、作製した伸縮性導体を用いて伸縮性圧力・温度センサを作製した。作製されたセンサは250%伸長しても正確に圧力・温度をセンシングできることが示された。センサは熱可塑性ポリウレタン基材上に全て印刷プロセスで作製され、テキスタイルのような柔らかい基材上にも容易に熱圧着できる。本研究では、伸縮性導体の高性能化とその原理解明まで成功し、その大面積伸縮性センサ応用の可能性まで示すことに成功した。

Large area flexible circuit realization, wiring materials and printing possible flexible conductor improvement. As a result of the investigation, the conductivity before elongation was 6500 S cm-1, 400%(5 times longer than the original length), and the high conductivity before elongation was 1000 S cm-1. The development of stretchable conductor was successful. More than 100% elongation and conductivity, printing and formation of materials, the world's highest conductivity The results of this study were accepted by Nature Materials. The development of flexible conductors, silver, silver, Elongation and high conductivity are investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). As a result, silver particles are uniformly dispersed in the polymer material, and silver particles with a size of about 8 nm are dissolved in the polymer material. The phenomenon of silver particles in situ synthesis was first seen in the world. In addition, the molecular weight and chemical structure of the surfactant, the control of the density of the silver particles, the elongation of the material, and the alignment of the silver particles were successfully observed. The elastic conductor is controlled by elastic pressure and temperature. For example, if the temperature is 250%, the temperature is 250%. All kinds of printing on thermoplastic substrates are easy to manufacture and heat resistant on flexible substrates This study explains the principle of high performance of flexible conductor and demonstrates the possibility of large area flexible conductor.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

伸縮性導電体、伸縮性導電体形成用ペーストおよび伸縮性導電体の製造方法

可伸缩导体、用于形成可伸缩导体的糊剂以及可伸缩导体的制造方法

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Biocompatible, Transparent Electrodes for Neural Recording in Optogenetics

用于光遗传学神经记录的生物相容性透明电极

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akira Shimada;Kenta Takashima;Naoji Matsuhisa;Peter Zalar;Wonryung Lee;Tomoyuki Yokota;Hiroshi Onodera;and Takao Someya
通讯作者：
and Takao Someya

Low operating voltage organic transistors and circuits with anodic titanium oxide and phosphonic acid self-assembled monolayer dielectrics

DOI：
10.1016/j.orgel.2016.10.034
发表时间：
2017
期刊：
Organic Electronics
影响因子：
3.2
作者：
H. Jinno;T. Yokota;N. Matsuhisa;M. Kaltenbrunner;Y. Tachibana;T. Someya
通讯作者：
H. Jinno;T. Yokota;N. Matsuhisa;M. Kaltenbrunner;Y. Tachibana;T. Someya

Organic Photodetector Arrays on 1 µm Plastic Substrates

有机光电探测器阵列 1

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Peter Zalar;Naoji Matsuhisa;Toshiki Suzuki;Shintaro Enomoto;Mari Koizumi;Tomoyuki Yokota;Masaki Sekino;and Takao Someya
通讯作者：
and Takao Someya

Enhancing the Performance of Stretchable Conductors for E-Textiles by Controlled Ink Permeation