カリフォルニア大学バークレー校で伸縮性ウェアラブルセンサーの製造を加速

カリフォルニア州カリフォルニア大学バークレー工科大学

フォトリソグラフィーよりも高速かつ低コストの新しい製造技術を使用して作成されたスーパーキャパシタアレイ。 (画像:Peisheng He/カリフォルニア大学バークレー校)

カリフォルニア大学バークレー校のエンジニアは、ウェアラブルセンサーを作成するための新しい技術を開発しました。これにより、医療研究者は、既存の方法よりもはるかに迅速かつ低コストで新しいデザインのプロトタイプを作成してテストできるようになります。

この新しい技術は、クリーンルームでコンピューターチップを製造するために使用される複数段階のプロセスであるフォトリソグラフィーを、200ドルのビニールカッターに置き換えます。この新しいアプローチにより、センサーの少量バッチの製造時間がほぼ 90% 短縮され、コストがほぼ 75% 削減されたと、博士課程でこの技術を開発した Renxiao Xu 氏は述べています。バークレーで機械工学の博士号を取得。

ウェアラブルセンサーは、研究者が患者から長期間にわたって医療データを収集するためによく使用されます。これらは、皮膚の絆創膏から臓器の伸縮性インプラントに至るまで多岐にわたり、高度なセンサーを利用して健康状態を監視したり病気を診断したりできます。

2モード裁断製法による伸縮性のある「スマートメッシュ」。このデバイスは、皮膚に取り付けた汗の抽出と感知に応用できます。 (画像:Peisheng He/カリフォルニア大学バークレー校)

これらのデバイスは、インターコネクトと呼ばれるフラットワイヤーのほか、スマホアプリやその他の受信機にデータを通信するためのセンサー、電源、アンテナで構成されています。完全な機能を維持するには、回路を損傷するような歪みを生じさせずに、取り付けられている皮膚や臓器に合わせて伸ばしたり、曲げたり、ねじったりする必要があります。

低歪みの柔軟性を実現するために、エンジニアは「アイランドブリッジ」構造を使用しています。アイランドには、市販の抵抗器、コンデンサー、カーボンナノチューブなどの研究室で合成されたコンポーネントなどの堅固な電子機器およびセンサーコンポーネントが収容されています。橋は島と島を繋いでいます。螺旋やジグザグの形状はバネのように伸びて、大きな変形にも対応します。

研究者らはこれまで、フォトリソグラフィー（光を使用して半導体ウェーハ上にパターンを作成する多段階プロセス）を使用して、これらのアイランドブリッジシステムを構築してきました。この方法でウェアラブルセンサーを作成するには、クリーンルームと高度な設備が必要です。

新しい技術は、特に医療研究者が通常検査に必要とする 10 ～ 20 個のサンプルを作成する場合に、よりシンプルで、より速く、より経済的です。

この手法の説明は、ACS Nano. に掲載されました。現在 Apple で働く Xu 氏と、機械工学教授でバークレーセンサーおよびアクチュエーターセンターの共同所長である Liwei Lin 氏が主任研究者でした。

詳細については、Sarah Yang 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。閲覧するにはJavaScriptを有効にする必要があります。; 510-643-6803 。

タフツのエンジニアが病原体、毒素、有害化学物質を検出するウェアラブルセンサーを発表 CMOS イメージセンサーの低照度 INL の最適化:解析とシミュレーション

センサー