「工学」それは意思を実現する体系

世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステムの開発に成功 ~羽毛よりも軽く、装着感のないヘルスケアセンサーへの応用が期待~:電気系工学専攻 染谷 隆夫教授、関谷毅准教授Japanese Page

2013/07/25

<ポイント>

・紙のようにくしゃくしゃにつぶしても、1メートル以上の高所から落としても、機能が壊れない丈夫な有機トランジスター集積回路を作製。

・羽毛よりも軽く、装着感のない(人間が感知できない)健康・医療や福祉用のセンサーへの応用に期待。

 <発表概要>

JST 課題達成型基礎研究の一環として、東京大学 大学院工学系研究科の染谷 隆夫 教授、関谷 毅 准教授、マーチン・カルテンブルンナー(Martin Kaltenbrunner)博士研究員らは、世界最軽量(3g/m)で最薄(2.04マイクロメートル:マイクロは100万分の1)の柔らかいタッチセンサーの開発に成功しました。

ヘルスケアや医療用途のセンサーや電子回路は、これまでシリコンを中心とした硬い電子素材で作られてきました。人の肌に直接触れる部分などについては、柔らかく違和感のない電子素材を活用することが期待されています。しかし、厚さが1マイクロメートル程度の極薄の高分子フィルムは、機械的な柔軟性に優れていますが、従来の半導体プロセスではセンサーや電子回路を直接作製することは困難で、その解決策が求められていました。

本研究グループは、厚さ1.2マイクロメートルの極薄の高分子フィルムに、厚さ19ナノメートル(ナノは10億分の1)のゲート絶縁膜を作製する技術を確立し、世界最軽量で最薄の柔らかい有機トランジスター集積回路の作製に成功しました。このトランジスターは、超薄型であるにもかかわらず、驚くほど丈夫という特長を持っています。実際に、フィルムを折り曲げて曲率半径5マイクロメートルまでつぶしても、生理食塩水に浸しても、さらには2倍以上伸ばしても、電気的性能を維持し、機械的にも壊れません。そこで、この有機トランジスター集積回路を使って、柔らかいタッチセンサーシステムを試作しました。

今回の研究で、柔らかいセンサーの超軽量化・超薄型化が達成されたことにより、今後、装着感のない(人間が違和感を持つことの少ない)ヘルスケアセンサーシステム、ストレスフリーの福祉用の入力装置、医療電子機器用のセンサー、衝撃に強いスポーツ用のセンサーなど多方面への応用が期待されます。

本研究成果は、2013年7月25日(英国時間)に「Nature」誌で公開されました。

 本成果は、以下の事業・研究プロジェクトによって得られました。

戦略的創造研究推進事業 ERATO型研究

研究プロジェクト:「染谷生体調和エレクトロニクスプロジェクト」

研究総括:染谷 隆夫(東京大学 大学院工学系研究科 教授)

研究期間:平成23年8月~平成29年3月

上記研究プロジェクトでは、シリコンに代表される従来の無機材料に代わり、柔らかく、かつ生体との適合が期待できる有機材料に着目し、生体とエレクトロニクスを強く調和させ融合する全く新しいデバイスの開発の実現を目指しています。

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詳細リリースはこちらから。
JSTのHPから、動画もご覧いただけます。


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