ウェアラブル技術の革命:パーソナライズされたバイオセンサー タトゥー用のプリントインプレイス エレクトロニクス
デューク大学プラット工学部、ノースカロライナ州ダーラム
エレクトロニクス向けの完全なプリントインプレイス技術により、患者固有のバイオセンサーを備えた高接着性の埋め込み型電子タトゥーや包帯などの技術が可能になる可能性があります。
小指の下側に沿って直接印刷された 2 本の電子的にアクティブなリードにより、電圧が印加されると LED が点灯します。従来の電子タトゥーは、同様に柔軟な電気コンポーネントを含む、薄く柔軟なゴムのパッチです。薄いフィルムは一時的なタトゥーのように皮膚に貼り付けられ、初期のバージョンのフレキシブル電子機器には心臓や脳の活動モニターや筋肉刺激装置が組み込まれるように作られていました。カスタム電子機器を追加して表面を直接変更する必要がある場合など、これらがあまり適さない分野がいくつかあります。
研究者らは、エアロゾルプリンターを使って低温であらゆる基材に印刷できる銀ナノワイヤーを含む新しいインクを開発した。さらなる処理を行わなくても導電性を維持する薄膜が得られます。印刷後、インクは 2 分以内に乾燥し、50% の曲げ歪みに 1,000 回以上耐えた後でも高い電気的性能を維持します。
デモンストレーションでは、2 本の電子的にアクティブなリード線が小指の下側に沿って印刷されました。指の端に向かって、リード線は小さな LED ライトに接続されています。次に、2 つのプリント リードの底部に電圧が印加され、指が曲がったり動いたりしても LED が点灯したままになります。
導電性インクを他の 2 つの印刷可能なコンポーネントと組み合わせて、機能的なトランジスタを作成できます。プリンターはまず、カーボン ナノチューブの半導体ストリップを置きます。乾燥すると、プラスチックまたは紙の基材をプリンターから取り外さなくても、両側から数センチメートル伸びる 2 本の銀のナノワイヤー リードが印刷されます。次に、二次元材料 (六方晶系窒化ホウ素) の非導電性誘電体層が元の半導体ストリップの上に印刷され、続いて最終的な銀ナノワイヤ ゲート電極が印刷されます。
今日の技術では、これらのステップの少なくとも 1 つは、不要な材料を洗い流すための化学浴、層が混合しないようにするための硬化プロセス、電場を妨げる可能性のある微量の有機材料を除去するための長時間のベークなど、追加の処理のために基板を取り外す必要があります。プリントインプレイス技術では、これらの手順は必要なく、材料の混合を避けるために各層を完全に乾燥させる必要があるにもかかわらず、これまでに報告されている最も低い全体の処理温度で完了できます。
印刷法はウェアラブル電子機器の大規模製造プロセスに代わるものではありませんが、ラピッド プロトタイピングやバイオセンサーを含む包帯などの用途には価値があります。
詳細については、Ken Kingery までお問い合わせください。このメール アドレスはスパムボットから保護されています。表示するには JavaScript を有効にする必要があります。 919-660-8414 。
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