印刷一次便可在布料上形成電路 運動服變身傳感器

2021-01-21 IT科技資訊

　　東京大學研究生院工學系研究科染谷隆夫教授的研究小組開發出了一次印刷便可在布料上形成微細電路圖案的新型導電性油墨。其特點是，即使將布料長度拉伸至三倍，仍可保持高導電性。如果該技術實現實用化，就可以將彈性布料像印刷電路板那樣使用。將來有望在運動服上印刷肌電傳感器用於訓練，或者印刷可以檢測脈搏和腦波等人體信息的傳感器，用於醫療和福祉用途。


　　在布料上形成導線和電極的材料技術方面，此前就有研究人員開發出了具有導電性的縫紉線和布料。具有導電性的縫紉線可以利用縫紉機形成線狀圖案，作為導線使用。具有導電性的布料則可以在裁減後貼到衣服上，作為電極使用。不過，這些材料和工藝方法都很難形成微細的電路圖案。


　　而使用導電性油墨時，利用絲網印刷等普通的印刷工藝印刷一次，就能形成線寬約為100μm的電路圖案。染谷研究小組確認，使用此次的導電性油墨，即使將印有電路圖案的布料拉伸到原來3.15倍的長度，也可保持182S/cm的高導電性。


用於衣服時，由於人的關節處皮膚的伸縮率能達到2倍以上，因此將開發目標定為即使拉伸到3倍特性也不會改變的材料。染谷研究小組2009年開發的同類導電材料的導電率只有57S/cm，而且拉伸到2.34倍時，導電率就降到了6S/cm。


　　為了實現拉伸後導電率也不會降低的導電性油墨，染谷研究小組除了導電材料銀片和溶劑氟系橡膠外，還採用了氟類表面活性劑。由此，銀在橡膠的表面析出，形成了「導電網絡」，容易確保導電路徑。

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