材料科学：本質的に伸縮可能なトランジスターアレイのスケーラブルな作製による皮膚貼付型電子デバイス
Nature 555, 7694 doi: 10.1038/nature25494
ヒトの皮膚や体内にシームレスに貼り付けることができる皮膚のような電子デバイスは、健康モニタリング、治療、医療用インプラント、生物学的研究などの用途や、ヒューマン・マシン・インターフェース、ソフトロボティクス、拡張現実（AR）などの技術に非常に望ましい。そうした電子デバイスをヒトの皮膚のように柔軟で伸縮可能にすれば、より快適に装着できるようになり、接触面積が増えることによって皮膚から得られる信号の忠実度が大幅に増すと考えられる。固い無機デバイスや有機デバイスの構造設計によって回路レベルの伸縮性が実現可能になったが、これには高度な作製技術が必要であり、アレイ内のデバイス密度が低下することが多い。我々は、構造設計の代わりにもともと伸縮可能なポリマー材料を用いれば、より高い機械的変形能、ロバスト性、皮膚適合性、デバイス密度といった望ましい特徴が得られる可能性があると考えた。しかし、そうした本質的に伸縮性がある材料やデバイスはまだ萌芽期にあるものが多く、そうした材料は複数報告されているものの、本質的に伸縮可能な機能性電子デバイスは、スケーラブルな製造技術がないためまだ実証されていない。今回我々は、本質的に伸縮可能なさまざまな電子ポリマーを用いて高収率と均一性を可能にする製造工程について報告する。我々は、1 cm2当たりトランジスター347個というこれまでにないデバイス密度を有する本質的に伸縮可能なポリマートランジスターアレイを実証した。このトランジスターの平均電荷キャリア移動度はアモルファスシリコンに匹敵し、100％ひずみを1000サイクルかけてもわずか（1桁以内）しか変化せず、電流–電圧ヒステリシスは生じなかった。従って、このトランジスターアレイは本質的に伸縮可能な皮膚貼付型電子デバイスの構成要素となり、アナログ回路素子やデジタル回路素子の他に、センサーアレイ用のアクティブマトリックスが含まれている。今回の製造工程によって、本質的に伸縮性がある他のポリマー材料を組み込むための一般的なプラットフォームが得られ、次世代の伸縮性皮膚貼付型電子デバイスの作製が可能になる。
