Research press release


Nature Materials

Hairy sensors

圧力、せん断、ねじりに対して協調的に応答するナノファイバーを利用して、フレキシブルタッチセンサーを作製できることが、今週のNature Materials電子版に報告されている。そのようなフレキシブルセンサーは、ヒトの皮膚の特性を模倣した電子皮膚の開発において主要素子として用いることができ、ロボット工学や人工装具への応用が考えられる。

機械的負荷を検出するフレキシブルセンサーは、一般的に、作製過程が複雑である。これに対して、Kahp-Yang Suhらのセンサーは容易に作製できる。ポリマーナノファイバーがブラシの毛のように整列したファイバーアレイを2枚作製し、それぞれに白金をコーティングした後、それらを向い合わせにかみ合わせるのである。ファイバーどうしが接触することによって、センサーデバイスに電流が流れ、接触の程度に依存して電気抵抗が変化する。圧力、せん断、ねじりなどの外部負荷をかけると、ファイバーがねじれたり曲がったりして接触面積が増加するため、抵抗が減少する。このセンサーデバイスは、微小負荷に対して並はずれて敏感であり、心拍モニタリングを含む複数の用途で既に有用性が実証されている。

The concerted response of thousands of nanoscale polymer hairs to pressure, shear or torsion can be exploited to build flexible touch sensors, reports a paper online this week in Nature Materials. Such sensors are one of the key elements in the development of electronic skin, which mimics the properties of human skin for applications in robotics or prosthetics.

Flexible sensors for the detection of mechanical loads are generally complex to fabricate. In contrast, the sensors created by Kahp-Yang Suh and colleagues can be assembled by simply interlocking two supported arrays of platinum-coated polymer hairs. The contact between the hairs allows electrical current to flow through the device, with an electrical resistance that depends on the degree of interconnection. Under external loads such as pressure, shear and torsion, the polymer hairs twist and bend, increasing the contact area and leading to a discernible decrease in resistance. The devices are extraordinarily sensitive to small loads and their utility has already been demonstrated in a number of applications including heart-rate monitoring.

doi: 10.1038/nmat3380

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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