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圧力センサー
この圧力センサーは指の形に合わせて巻くことができ、しかも圧力分布を正确に计测することができます。
© 2016 染谷研究室

日米の共同研究チームが、曲げても正确に圧力を测れる透明な圧力センサーを新たに开発しました。医疗関係者が乳がんの触诊で、この圧力センサーの埋め込まれたゴム手袋を使用して肿疡を発见する日がやがて来るかもしれません。

これまでの圧力センサーは、人の皮肤などの柔らかい表面にくっつく柔软性を持っていますが、センサーがよじれたりくしゃくしゃになると圧力を正确に计测することができませんでした。このような特性は、复雑で动きのある表面に使用するのには适していなかったのです。また、センサーの厚さを100マイクロメートル以下にすることは、现状の製造过程には限界があり难しいのです。

このような课题を解决するため、东京大学大学院工学系研究科の染谷隆夫教授、リー?ソンウォン博士研究员らの国际共同研究グループは、ナノファイバーを用いた圧力センサーを开発しました。この圧力センサーは、膨らました风船のような曲面上でも圧力分布を计测することができ、曲率80マイクロメートル（髪の毛の倍程度の寸法）まで折り曲げても、圧力センサーの测定精度が変化しません。このセンサーの厚さは约8マイクロメートルで、一度に144点の圧力を同时に计测できます。

本研究で用いたこの圧力センサーは、有机トランジスター（炭素と水素を骨格とした物质でできた电子スイッチ）および圧力を感知するナノファイバー构造からなります。ナノファイバーは直径300から700ナノメートルで、弾力性のあるゴム性の素材にカーボンナノチューブとグラフェンを添加して作製されます。そして、ナノファイバー同士が、繊维のように络み合うような构造を作り、薄くて軽量な多孔性の透明な素材を実现しました。

「私たちが开発した圧力センサーの性能を人工血管でも试した结果、血管内の小さな圧力の変化や圧力伝达の速度も计测することができました」と语るのはリー?ソンウォン博士研究员です。「フレキシブル?エレクトロニクスは、インプラント装置や装着可能なウェアラブルでデバイスへの応用が大きく期待できる分野です。私たちのほかにも多くの研究グループが圧力を计测できるフレキシブル?センサー（折り曲げられるセンサー）を开発していますが、いずれのセンサーも折り曲げたりして変形させると正确な计测ができなくなってしまうので、実际の物体の计测には向いていません。これが今回のセンサーを开発しようと思った大きな理由です。私たちはこの问题に対して有効な解决策を提供したと考えています」と続けます。

论文情报

Sungwon Lee, Amir Reuveny, Jonathan Reeder, Sunghoon Lee, Hanbit Jin, Qihan Liu, Tomoyuki Yokota, Tsuyoshi Sekitani, Takashi Isoyama, Yusuke Abe, Zhigang Suo, and Takao Someya, "A Transparent, Bending Insensitive Pressure Sensor", Nature Nanotechnology Online Edition: 2016/01/26 (Japan time), doi:10.1038/nnano.2015.324.
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