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印刷一次便可在布料上形成电路,运动服变身传感器


作者:田中直树 来源:日经技术在线 2015-06-29 11:26:39 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:东京大学研究生院工学系研究科染谷隆夫教授的研究小组开发出了一次印刷便可在布料上形成微细电路图案的新型导电性油墨。其特点是,即使将布料长度拉伸至三倍,仍可保持高导电性。

关键词:穿戴设备[788篇]  传感器[2001篇]  

  东京大学研究生院工学系研究科染谷隆夫教授的研究小组开发出了一次印刷便可在布料上形成微细电路图案的新型导电性油墨。其特点是,即使将布料长度拉伸至三倍,仍可保持高导电性。如果该技术实现实用化,就可以将弹性布料像印刷电路板那样使用。将来有望在运动服上印刷肌电传感器用于训练,或者印刷可以检测脉搏和脑波等人体信息的传感器,用于医疗和福祉用途。


在布料上印刷的电路图案和使用的导电性油墨

  


采用印刷在布料上的导线点亮LED

  在布料上形成导线和电极的材料技术方面,此前就有研究人员开发出了具有导电性的缝纫线和布料。具有导电性的缝纫线可以利用缝纫机形成线状图案,作为导线使用。具有导电性的布料则可以在裁减后贴到衣服上,作为电极使用。不过,这些材料和工艺方法都很难形成微细的电路图案。


  利用印刷在布料上的导线形成的触摸传感器演示,触摸部分的灯点亮


   在布料上印刷时使用的掩模和印刷结果

  而使用导电性油墨时,利用丝网印刷等普通的印刷工艺印刷一次,就能形成线宽约为100μm的电路图案。染谷研究小组确认,使用此次的导电性油墨,即使将印有电路图案的布料拉伸到原来3.15倍的长度,也可保持182S/cm的高导电性。

  用于衣服时,由于人的关节处皮肤的伸缩率能达到2倍以上,因此将开发目标定为即使拉伸到3倍特性也不会改变的材料。染谷研究小组2009年开发的同类导电材料的导电率只有57S/cm,而且拉伸到2.34倍时,导电率就降到了6S/cm。

  为了实现拉伸后导电率也不会降低的导电性油墨,染谷研究小组除了导电材料银(Ag)片和溶剂氟系橡胶外,还采用了氟类表面活性剂。由此,银在橡胶的表面析出,形成了“导电网络”,容易确保导电路径。

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