液体金属ウェアラブル圧力センサー
ソフト圧力センサーは、ソフトロボティクス、電子皮膚、ウェアラブル電子機器など、さまざまな分野で大きな研究の注目を集めています。研究者は、生理学的および物理的信号を高感度で正確かつ継続的に測定できる高感度のウェアラブル圧力センサーを開発し、健康監視アプリケーションや病気の早期診断に大きな可能性を示しています。
ソフト圧力センサーは、継続的なヘルスモニタリングに使用するために、高いコンプライアンス、高感度、低コスト、長期的なパフォーマンスの安定性、および環境の安定性を備えている必要があります。カーボンナノチューブやグラフェンなどの機能性材料を使用した従来の固体軟圧センサーは、優れた検知性能を示しています。ただし、これらのセンサーは、伸縮性のある基板と機能性材料の間の距離が原因で、伸縮性が制限され、信号がドリフトし、長期間不安定になるという問題があります。
これらの問題を克服するために、液体金属を使用した液体状態の電子機器がさまざまなウェアラブルアプリケーションに導入されています。これらの材料のうち、ガリンスタン（ガリウム、インジウム、およびスズの共晶金属合金）は、ウェアラブルアプリケーションで使用できる優れた機械的および電気的特性を備えています。しかし、今日の液体金属ベースの圧力センサーは圧力感度が低く、健康監視デバイスへの適用が制限されています。
研究者たちは、3Dプリントされた、剛性のあるマイクロバンプアレイに統合された、液体金属ベースの軟質圧力センサーを開発しました。 3D印刷の助けを借りて、液体金属マイクロチャネルの剛性マイクロバンプアレイとマスターモールドの統合を同時に実現でき、製造プロセスの複雑さを軽減できます。リジッドマイクロバンプとマイクロチャネルの統合により、新しい圧力センサーは、以前に報告された液体金属ベースの圧力センサーと比較して、検出限界が非常に低く、圧力感度が向上しています。提案されたセンサーはまた、圧力、曲げ、および伸長の10,000サイクルにわたって無視できる信号ドリフトを持ち、さまざまな環境条件にさらされたときに優れた安定性を示しました。
これらのパフォーマンス結果により、さまざまなヘルスモニタリングデバイスの優れたセンサーになります。最初に、研究チームは、運動中の脈拍を継続的に監視し、PTT計算に基づく非侵襲的でカフレスな血圧監視システムで使用できるウェアラブルリストバンドデバイスを実証しました。次に、3つの3D-BLiPSをワイヤレス通信モジュールと統合するワイヤレスのウェアラブルヒール圧モニタリングシステムを導入しました。
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