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2024-07-15 13:20:01
超伸縮性 hLM はんだを使用した信頼性の高い 3D ハイブリッド インターフェース。クレジット: Zhuang 他
近年、世界中の研究チームが新しい柔軟で柔らかい電子機器の開発に取り組んでいます。これらのデバイスは、医師が患者の健康状態を監視するのに役立ったり、リハビリやスポーツのパフォーマンスをサポートしたりするなど、さまざまな用途に使用できます。
ユーザーが毎日安全かつ快適に装着できるようにするには、これらのデバイスは透過性（つまり、液体やガスを通過させる通気性のある素材をベースにしている）を備えている必要があります。また、生体適合性（つまり、人体に長期間装着しても安全）と耐歪み性（つまり、特定の方向に伸ばしたり引っ張ったりしても簡単に壊れない）を備えている必要があります。
香港理工大学と中国の他の研究所の研究者は最近、本質的に透過性のある、3D統合型で柔軟な電子皮膚を開発した。 紙 Nature Electronics誌に掲載されたこの研究は、有機の伸縮性繊維基板上に配置された高密度の無機電子部品をベースにしています。
「伸縮性電子システムのほとんどは低密度の統合で、外部のプリント配線板で配線されています。 回路基板「これは機能性を制限し、ユーザーエクスペリエンスを低下させ、長期的な使用性を妨げる」とQiuna Zhuang、Kuanming Yao、および彼らの同僚は論文に記している。「我々は本質的に透過性のある3次元統合電子皮膚を報告する。」
荘氏、姚氏、および彼らの同僚は、不浸透性で硬いプリント基板の代わりに、伸縮性と浸透性を備えた素材をベースにした皮膚のような多層基板を使用しました。このマイクロパターンの基板は、液体金属と繊維マットで作られています。
「このシステムは、3次元パターンの多層液体金属回路と伸縮性ハイブリッド液体金属はんだを使用して、高密度の無機電子部品と有機伸縮性繊維基板を組み合わせたものです」と研究者らは記している。「この電子皮膚は、非常に柔らかく、耐久性があり、布地のような空気と湿気の透過性があり、1週間皮膚に貼り付けるのに十分な生体適合性を備えています。」
研究者らが開発した新しい伸縮性素材は、ひずみに対する耐性が非常に高く、1,500%という驚異的なひずみまで電気特性を維持することがわかった。さらに、この電子皮膚は空気と湿気の両方を通過させることができるため、長時間着用しても発疹や皮膚炎を防ぐことができる。
研究チームは、提案した材料を、ポリジメチルシロキサン（PDMS）をベースにした以前に開発された伸縮性電子皮膚と比較したところ、大幅に薄く、剛性が低いことがわかった。その性能をさらに実証するために、研究者らは電子皮膚を使用して、生理学的信号を記録し、別のデバイスにワイヤレスで送信できるバイオエレクトロニクスデバイスを開発した。 デバイス。
「私たちはこのプラットフォームを使って、生体信号の安定した感知など複雑なシステムレベルの機能を提供するワイヤレス、バッテリー駆動、バッテリーフリーの皮膚装着型バイオエレクトロニクスシステムを開発しています。 信号処理 分析、電気刺激、 無線通信「」と研究チームは記している。
将来的には、本質的に透過性と柔軟性のある 電子皮膚 この研究チームによって開発された技術は、生理学的プロセスの信頼性と安全性のモニタリングのための幅広いデバイスの製造に使用できる可能性があります。さらに、フレキシブル回路基板と 液体金属 はんだごて。
詳しくは：
Qiuna Zhuang 他「伸縮性ハイブリッド液体金属はんだを使用した透過性 3 次元統合電子スキン」Nature Electronics (2024)。 DOI: 10.1038/s41928-024-01189-x。
© 2024 サイエンスXネットワーク
引用: 柔軟で透過性のある 3D 統合型電子皮膚は、液体金属回路と繊維状基板を組み合わせたものです (2024 年 7 月 15 日) 2024 年 7 月 15 日に https://techxplore.com/news/2024-07-flexible-permeable-3d-electronic-skin.html から取得
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#柔軟で透過性のある3D統合型電子皮膚は液体金属回路と繊維基板を組み合わせています