《電子技術(shù)應(yīng)用》
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印刷一次便可在布料上形成電路,,運(yùn)動(dòng)服變身傳感器

2015-06-30

  東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科染谷隆夫教授的研究小組開發(fā)出了一次印刷便可在布料上形成微細(xì)電路圖案的新型導(dǎo)電性油墨,。其特點(diǎn)是,,即使將布料長度拉伸至三倍,仍可保持高導(dǎo)電性,。如果該技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,,就可以將彈性布料像印刷電路板那樣使用。將來有望在運(yùn)動(dòng)服上印刷肌電傳感器用于訓(xùn)練,,或者印刷可以檢測脈搏和腦波等人體信息的傳感器,,用于醫(yī)療。

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  在布料上印刷的電路圖案(左)和使用的導(dǎo)電性油墨(右) (點(diǎn)擊放大) 采用印刷在布料上的導(dǎo)線點(diǎn)亮LED (點(diǎn)擊放大)

  在布料上形成導(dǎo)線和電極的材料技術(shù)方面,,此前就有研究人員開發(fā)出了具有導(dǎo)電性的縫紉線和布料,。具有導(dǎo)電性的縫紉線可以利用縫紉機(jī)形成線狀圖案,作為導(dǎo)線使用,。具有導(dǎo)電性的布料則可以在裁減后貼到衣服上,,作為電極使用。不過,,這些材料和工藝方法都很難形成微細(xì)的電路圖案,。

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  利用印刷在布料上的導(dǎo)線形成的觸摸傳感器演示。觸摸部分的燈點(diǎn)亮,。 (點(diǎn)擊放大) 在布料上印刷時(shí)使用的掩模(左)和印刷結(jié)果(右) (點(diǎn)擊放大)

  而使用導(dǎo)電性油墨時(shí),,利用絲網(wǎng)印刷等普通的印刷工藝印刷一次,就能形成線寬約為100μm的電路圖案,。染谷研究小組確認(rèn),,使用此次的導(dǎo)電性油墨,即使將印有電路圖案的布料拉伸到原來3.15倍的長度,,也可保持182S/cm的高導(dǎo)電性,。

  用于衣服時(shí),由于人的關(guān)節(jié)處皮膚的伸縮率能達(dá)到2倍以上,,因此將開發(fā)目標(biāo)定為即使拉伸到3倍特性也不會(huì)改變的材料,。染谷研究小組2009年開發(fā)的同類導(dǎo)電材料的導(dǎo)電率只有57S/cm,而且拉伸到2.34倍時(shí),,導(dǎo)電率就降到了6S/cm,。

  為了實(shí)現(xiàn)拉伸后導(dǎo)電率也不會(huì)降低的導(dǎo)電性油墨,染谷研究小組除了導(dǎo)電材料銀(Ag)片和溶劑氟系橡膠外,,還采用了氟類表面活性劑,。由此,銀在橡膠的表面析出,,形成了“導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)”,,容易確保導(dǎo)電路徑。


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