의료 및 의료 분야에 중점을 둔 웨어러블 장치는 배터리가없고 드라이브, 가볍고 선택적이며 신축성이 뛰어나고 유연한 재료가 필수적입니다 기본 재료로서 무기 고체 및 중합체 필름을 기반으로 한 이전 전자 바카라 필승법는 상기 요구 사항을 충족시키기가 어렵고, 형태의 자유 변형을 허용하고 높은 전하 (정전기) 보유를 갖는 유동성을 갖는 전자 재료를 개발하는 것이 바람직하다
NIMS Nakanishi et al 염료 단위를 코팅하여 분리하고 안정화되는 실온 액체 물질 (도 2)을 개발하고있다 (도 2) 알킬화 된 염료 액체의 분자 구조, 액체 특성 및 광전자 특성 사이의 상관 관계에 대한이 연구에서 얻은 지식은 유기 전자 제품 분야에서 응용 분야의 개발에 대한 귀중한 힌트를 제공합니다 다시 말해, 용융 상태에서 부피가 큰 알킬 사슬에 의해 분리 된 염료 단위에 주입 된 전하는 안정적으로 유지 될 가능성이 높으며, 우리는이를 위에서 언급 한 웨어러블 장치에 가장 적합한 바카라 필승법 재료로 간주했다
이 연구에서 NIMS Nakanishi와 다른 사람들의 연구팀은 Porphyrins를 고유 한 분자로 설계된 "액체 포르피린"을 합성 한 Dye Unit으로 Porphyrins를 사용했으며, National Advanced Industrial Science 및 기술 연구소의 연구팀은 "스트레치 가능한 액체 바카라 필승법 장치"를 생산하고 성능을 평가했습니다
액체 포르피린의 분자 구조는 페닐 치환기를 통해 포르피린 골격의 외부로 총 8 개의 분지 된 알킬 사슬을 화학적으로 결합함으로써 특징 지어진다 (도 3A) 이 분자는 실온에서 약 18 pa · s의 점도를 나타내는 비 휘발성 액체입니다 이 포르피린 액체는 고전압에 있습니다Corona Charge(주 3)처리가 수행되었습니다 먼저, 전도성 ITO 유리 기판에 하전 된 액체 포르피린을 배치하고, 스페이서를 통해 ITO 기판을 대면하고 전형적인 전기 바카라 필승법와 유사한 구조로 조립하고 액체 전기로서의 효과를 조사했다 (도 3B) 손가락으로 가압 될 때 전압 출력이 얻어 졌기 때문에 압력 및 진동 센서와의 호환성이 확인되었다 또한, 200Hz의 변조 진동 (사운드)은 AC 전압 (± 100 V, 1kHz)의 적용에 의해 확인되어 어쿠스틱 액추에이터로서의 적응성을 확인할 수있게되었다 진동 → 전압과 전압 → 진동의 관계는 마이크 및 스피커의 작동 원리와 동일하며 실제로 이러한 바카라 필승법에는 고체 전자 재료가 장착되어 있습니다 이 결과는 세계 최초의 "액체 전자"시연 예입니다
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| 그림 3 a) 액체 포르피린의 분자 구조 및 모델 구조, b) ITO 기질 사이에 하전 된 액체 포르피린을 밀봉함으로써 제조 된 전기 바카라 필승법 (상단) 압력/진동 센서, (상단) 진동/액추에이터 |
다음으로, 액체의 유동성 및 자유 변형 특성을 사용하는 전기 바카라 필승법가 개발되었습니다 스트레치블 액체 전기 바카라 필승법는 코로나-충전 된 액체 포르피린을 탄성 직물에 직접 임신시킨 다음 폴리 우레탄 필름 상에 은도 된 섬유로 패턴 화 된 탄성 전극으로 클램핑함으로써 개발되었다 (도 4) 손가락으로 바카라 필승법 표면을 누르면 ± 100-200 mV의 전압 출력이 발생했습니다
또한,이 액체 전기 바카라 필승법는 적어도 1 개월 반 동안 안정적으로 구동됩니다
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| 그림 4 액체 전기 (하전 액체 포르피린) 및 전극으로 패턴 화 된 폴리 우레탄 기판으로 임신 된 탄성 직물로 구성된 신축성 액체 전기 바카라 필승법의 구성 및 진동 (압축) 발전 |
이번에는 액화 분지 알킬 체인에 의해 분리 된 포르피린 부위에서 안정적으로 충전 (정전기)을 유지함으로써, 우리는 액체 전자가 직물-폴리큐 레지탄 알킬 체인에 의해 분리 된 포르피린 부위에서 확장 가능한 전기 발전 바카라 필승법를 개발할 수 있었다
이 액체 전기 바카라 필승법는 스트레칭, 굽힘 및 다양한 형태 변형에 적응할 수 있으므로 배터리, 근전 및 모션 센서없이 구동되는 펄스 파 및 심박수 센서와 같은 의료 응용 분야에 배치 될 수 있습니다 또한, 전압 응용 프로그램과 변형의 기능을 활용함으로써, 햅틱 바카라 필승법에 적용될 수 있습니다
제목 : 소프트 발색품 특집 액체 포르피린과 액체 전자 응용 분야에 대한 이용
저자 : 저자 : Gosh Abijit (NIMS Frontier Molecular Group), Yoshida Manabu (AIST), Suemori Koji (AIST), Sandama Hiroaki (NIMS Advanced Low-Dimensional Nanomaterials G), Kobayashi Nagao (Shinshuu) Kurashige Yuki (Kyoto University), Kawamura de (Yokohama National University), Umei Mami (University of Toky), Yamamuro Osamu (도쿄 대학), Takaya Tomohisa (Gakushuin University), Iwata Koichi (Gakushin University), Saeki Akiki (Osaki Akiki), Saeki Akiki Kazuhiko, Ishihara Shinsuke, Nakanishi Nashi* (NIMS 프론티어 분자 그룹)
잡지 : 자연 커뮤니케이션
게시 날짜 및 시간 : 영국 시간, 2019 년 9 월 30 일, 오후 6시, 일본 시간, 2019 년 9 월 30 일)