ウェアラブル技術に革命を：プリントインプレース電子回路で実現するパーソナライズド生体センサータトゥー

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）の研究者たちによって、電子部品を基板上に直接印刷する「プリントインプレース」技術が開発された。この技術により、高密着性の電子タトゥーや、患者固有の生体センサーを内蔵したバンドエイドといった、新たなウェアラブルデバイスの実現が可能になる。

低温印刷で実現する高性能導電インク

研究チームは、銀ナノワイヤーを含む新規インクを開発し、エアロゾルプリンターを用いて様々な基板上に低温で印刷できることを実証した。印刷後2分以内に乾燥し、追加の後処理なしで高い導電性を維持する。さらに、50%の曲げ歪みを1,000回以上繰り返しても電気的性能を保持する堅牢さを示した。

実証実験では、小指の腹側に2本の電子アクティブなリードを直接印刷し、先端に小型LEDを接続。リードの根元に電圧をかけると、指を曲げたり動かしたりしてもLEDが点灯し続けた。これは、皮膚の動きに追従する柔軟で密着性の高い電子回路が、その場で作製可能であることを示している。

この導電インクは、カーボンナノチューブ半導体層、誘電体層（ヘキサゴナル窒化ホウ素）、ゲート電極と組み合わせ、機能的なトランジスタを同一基板上で一体形成できる。従来プロセスでは必要だった化学洗浄、硬化処理、長時間のベークといった工程が一切不要で、報告されている中で最も低い全工程処理温度で完結する。

この印刷手法は、大量生産向けの既存製造プロセスを置き換えるものではないが、迅速なプロトタイピングや、生体センサーを内蔵したスマートバンドエイドなど、カスタマイズが求められる用途で大きな価値を持つ。

詳細については、Ken Kingery（ken.kingery@duke.edu、919-660-8414）までお問い合わせください。

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