米空軍とハーバード大学が3Dプリントされた柔軟な「バンドエイド」センサーを共同開発

米空軍とハーバード大学が3Dプリントされた柔軟な「バンドエイド」センサーを共同開発
従来の情報収集・監視・偵察 (ISR) センサーは、所定の位置に固定する必要がある大きなアンテナと大きなボックスで構成されています。米国空軍研究所(AFRL)とハーバード大学の研究者たちは、センサーをバンドエイドサイズまで小型化し、センサーとセンサーアプリケーションの開発に新たな可能性を生み出すことを目指しています。たとえば、センサーの電子部品は、柔軟で伸縮性のある弾性材料の薄いシートにデジタルで「印刷」することができます。このセンサーは従来の製品よりも安価かもしれませんが、その本当の意義は、従来のセンサーの限界を打ち破り、次世代 ISR の重量を大幅に削減することにあります。 AFRLとハーバード大学ワイス生物学模倣工学研究所の研究者らは、まさにそれを実現する方法を開発したと述べている。この技術の詳細は「Advanced Materials」誌に掲載されており、現在実用的な応用が開発されている。



「ハイブリッド3Dプリンティング」技術は、付加製造技術を使用して柔らかい導電性インクと基板を組み合わせ、柔軟な電子部品を形成します。
用途空軍はこの新しいセンサーのさまざまな潜在的な用途を想定しています。たとえば、薄い弾性ストリップは、航空機の大きなボックスセンサーの代わりに使用でき、スペースと重量を節約できます。同時に、メンテナンスの負担も軽減できます。例えば、給油機のオイルバッグ周りのメンテナンス作業は非常に複雑で、漏れを見つけるためにオイルバッグを航空機から取り外すのに数人の人手が必要です。オイルバッグに新しいフレキシブルセンサーを設置すれば、メンテナンスコストを削減し、メンテナンスサイクルを短縮できます。
他の軍部門も恩恵を受ける可能性がある。研究者たちは、ウェアラブル電子機器を使用して疲労や動きを感知し、より優れたフィットネス評価を提供し、歩き方を監視したり腕の曲がり具合を観察したりすることで身体能力と限界をより深く理解するなど、新しいセンサーが歩兵の能力をどのように強化できるかを研究しています。さらに、プリンテッド エレクトロニクスはセンサー以外にもさまざまな用途に使用できます。研究者は、弾性媒体上のプリント回路を使用して電気を生成することも研究しています。
商業的強みを活用AFRL は、官民パートナーシップ NextFlex を通じて商業的強みも調整しています。 2015年に設立されたこのコンソーシアムは、防衛、産業界、学界と協力してフレキシブルエレクトロニクスの開発を推進しています。同組織は、その使命は「『あらゆるものが電子化』の時代を先導し、世界中で効率を向上させるために、規格に準拠した拡張性のあるスマートな製品を開発すること」であると述べた。AFRLの関係者は、これによりハイブリッド電子機器の分野での製造が改善されると述べた。基礎科学に加え、これらの能力を機器や製品の製造能力に変換することも必要だからです。しかし、この移行には数年かかる可能性があります。

次のステップAFRL チームによると、3D プリントにより 1 年以内に電子部品を「印刷」できるようになるが、弾性媒体の開発にはまだ材料科学的な作業が残っているという。発表された研究結果によると、研究者らは3Dプリンターを使用して導電性の銀含有熱可塑性ポリウレタンを作成し、ピックアンドプレース方式を使用してマイクロコントローラーチップとLEDライトをフレキシブル基板上に配置した。 3D プリンターでマイクロエレクトロニクスを統合したストレッチ センサーを印刷したのはこれが初めてです。プリンターは、印刷した部品と市販の電子機器を組み合わせて、完全なストレッチ回路をゼロから印刷しました。最終製品は、元のサイズの 30% 以上引き伸ばされても機能を維持します。
出典: Jiwei.com
電子機器、米陸軍

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