2023-06-28 英国・ロンドン大学・クィーンメアリー(QMUL)
・ QMUL とサセックス大学が、高度に調整可能で持続可能な表皮エレクトロニクス(EES)を作る、グラフェンと海藻を組み合わせたナノコンポジットマイクロカプセルを開発。
・ ナノコンポジットベースのセンサー研究の多くでは非持続可能な材料が使用され、プラスチック廃棄物の一因となっている。分子ガストロノミーに着想した新技術では、環境に優しい生分解性材料を使用しながら非持続可能材料によるデバイスの性能を上回る可能性が期待できる。
・ 外食産業で一般的に使用されている海藻と塩を使用し、液体のグラフェンインクコアを囲んだ固体の海藻/グラフェンゲル層から成るグラフェンカプセルを作製。この技術は、ミシュラン星付きレストランで提供される、液体ジャムのコアを固体の海藻/ラズベリージャム層で囲んだカプセルに類似する。
・ グラフェンカプセルは圧力に高感度で、絞り・圧縮により電気的性質が劇的に変化するため、高効率の歪みセンサーとしての利用が可能となる。
・ これらのナノカプセルのネットワークを形成することで、筋肉、呼吸、脈拍、血圧の測定値を超高精度でリアルタイム測定・記録するスマートなウェアラブルが可能となり、生体力学的・生命兆候を超高精度・リアルタイムで測定するスマートなウェアラブル EES デバイス開発に役立てられる。
・ 今回の研究成果は、類似した材料の歪み感知特性を理解・操作するための設計図として他の研究にも活用でき、ナノベースのウェアラブル技術の概念を新たな局面に押し上げるもの。
URL: https://www.qmul.ac.uk/media/news/2023/se/electronic-skin-from-bio-friendly-materials-can-track-human-vital-signs-with-ultrahigh-precision–.html
＜NEDO海外技術情報より＞
関連情報
Advanced Functional Materials 掲載論文(フルテキスト）
Smart Skins Based on Assembled Piezoresistive Networks of Sustainable Graphene Microcapsules for
High Precision Health Diagnostics
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202303837
Abstract
The environmental impact of plastic waste has had a profound effect on our livelihoods and there is a need for future plastic-based epidermal electronics to trend toward more sustainable approaches. Infusing graphene into the culinary process of seaweed spherification produces core-shell, food-based nanocomposites with properties exhibiting a remarkably high degree of tunability. Unusually, mechanical, electrical, and electromechanical metrics all became decoupled from one another, allowing for each to be individually tuned. This leads to the formation of a general electromechanical model which presents a universal electronic blueprint for enhanced performances. Through this model, performance optimization and system miniaturization are enabled, with gauge factors (G) >108 for capsule diameters (D) ≈290 µm and produced at a record rate of >100 samples per second. When coalesced into quasi-2D planar networks, microcapsules form the basis of discrete, recyclable electronic smart skins with areal independent sensitives for muscular, breathing, pulse, and blood pressure measurements in real-time.
