Research Abstract
電子テキスタイル応用のためのプリンタブルな高導電性の伸縮性導体
Printable elastic conductors with a high conductivity for electronic textile applications
2015年6月25日 Nature Communications 6 : 7461 doi: 10.1038/ncomms8461
フレキシブルディスプレイやフレキシブルセンサーなどの先端的な大面積フレキシブル電子機器の開発は、プリンテッド・エレクトロニクス用の機能性インク剤の設計によって進展するであろう。この場合、分子の自己組織化がプリントプロセスの一助となる。今回我々は、初期の導電率が738 S cm-1、215%ひずみまで伸張させたときの導電率が182 S cm-1と世界最高値を示すプリンタブル伸縮性導体について報告する。この伸縮性導体インクは、Agフレーク、フッ素系ゴム、フッ素系界面活性剤からなる。フッ素系界面活性剤は、プリントした伸縮性導体中において表面に局在化した導電性ネットワークの形成を促す重要な成分であり、高い導電率と高い伸縮性をもたらす。我々は、伸縮性に勾配のあるゴム状基材上に110%まで伸張させても機能が損なわれない伸縮性有機トランジスター・アクティブマトリックスを作製することや、布地にウェアラブル筋電センサーをプリントすることで、我々のインクの実用化可能性を実証している。
Naoji Matsuhisa, Martin Kaltenbrunner, Tomoyuki Yokota, Hiroaki Jinno, Kazunori Kuribara, Tsuyoshi Sekitani & Takao Someya
Corresponding Author
The development of advanced flexible large-area electronics such as flexible displays and sensors will thrive on engineered functional ink formulations for printed electronics where the spontaneous arrangement of molecules aids the printing processes. Here we report a printable elastic conductor with a high initial conductivity of 738 S cm−1 and a record high conductivity of 182 S cm−1 when stretched to 215% strain. The elastic conductor ink is comprised of Ag flakes, a fluorine rubber and a fluorine surfactant. The fluorine surfactant constitutes a key component which directs the formation of surface-localized conductive networks in the printed elastic conductor, leading to a high conductivity and stretchability. We demonstrate the feasibility of our inks by fabricating a stretchable organic transistor active matrix on a rubbery stretchability-gradient substrate with unimpaired functionality when stretched to 110%, and a wearable electromyogram sensor printed onto a textile garment.
