変形可能なエレクトロニクス・システムがウェアラブルアプリケーションの可能性を広げる

スポンサーリンク

(Transformative Electronics Systems to Broaden Wearable Applications)

2019/11/4  大韓民国・ KAIST(旧・韓国 科学技術院)

・ KAIST が、トランスフォーマティブ・エレクトロニクス・システム(Transformative Electronics Systems) と呼ばれる多機能プラットフォームを開発。リコンフィギュラブルな電子インター フェースを様々なアプリケーション用に最適化する。
・ 同プラットフォームでは、エレクトロニクスの形状、フレキシビリティや伸縮性を機械的に変換。ユー ザーがその硬度と形状をシームレスかつ精確に調整できる。卓上・携帯の両用途に向けた堅牢で使 い易いインターフェースで、皮膚とのシームレスな統合も可能。
・ 同エレクトロニクスは、ソフトなシリコン材料内に密閉した特殊なガリウム金属構造体で構成されて おり、柔軟性と伸縮性を持たせた設計のエレクトロニクスに組み合わせたもの。特に、ユーザーが制 御する温度変化でエレクトロニクスシステムの機械的な変化が起こる。ガリウムは、生体適合性、固体 では剛性が高く、人間の皮膚のような温度で融解する。
・ 同プラットフォームが人体に接触すると、シリコン内に密閉されたガリウム金属が液体化し、エレクト ロニクス構造全体が柔軟となり伸縮性でフレキシブルなウェアラブルとなる。ガリウム金属は、皮膚か ら剥がされると再度固体となり、電気回路が硬化して安定する。
・ 同プラットフォームにフレキシブルな電子回路を統合した際、同回路に柔軟性・伸縮性または硬性と なる能力を付与。同プラットフォームは、硬さや伸縮性を変えられる多目的なパーソナルエレクトロニク ス、チューナブルな帯域幅と感度を備えた圧力センサーや、脳組織への移植で軟化する神経プローブ 等、高度な適合性とカスタマイズ性をもつアプリケーションの実証を可能にした。
・ 従来・新興の両エレクトロニクス技術に適用できる同プラットフォーム技術は、特にバイオ医療やロ ボティクスの分野においてコンシューマーエレクトロニクス産業を作り変える可能性があり、さらに研究 が進めば、日常生活でのエレクトロニクスの利用方法に多大な影響を及ぼすと考える。
URL: http://www.kaist.edu/_prog/_board/?mode=V&no=104263&code=ed_news&site_dvs_cd=en&me nu_dvs_cd=0601&list_typ=B&skey=&sval=&smonth=&site_dvs=&GotoPage= 4

(関連情報)
Science Advances 掲載論文(フルテキスト)
Mechanically transformative electronics, sensors, and implantable devices
URL: https://advances.sciencemag.org/content/5/11/eaay0418

<NEDO海外技術情報より>

Abstract

Traditionally, electronics have been designed with static form factors to serve designated purposes. This approach has been an optimal direction for maintaining the overall device performance and reliability for targeted applications. However, electronics capable of changing their shape, flexibility, and stretchability will enable versatile and accommodating systems for more diverse applications. Here, we report design concepts, materials, physics, and manufacturing strategies that enable these reconfigurable electronic systems based on temperature-triggered tuning of mechanical characteristics of device platforms. We applied this technology to create personal electronics with variable stiffness and stretchability, a pressure sensor with tunable bandwidth and sensitivity, and a neural probe that softens upon integration with brain tissue. Together, these types of transformative electronics will substantially broaden the use of electronics for wearable and implantable applications.