カナダの大学は、導電性と柔軟性を兼ね備え、3,000回の曲げに耐えられる新しい3Dプリント材料を開発した。

この投稿は Bingdun Xiong によって 2022-7-14 09:59 に最後に編集されました。

南極クマ紹介：近年、グラフェンやナノテクノロジーなどの材料や技術の進歩により、フレキシブルなウェアラブルデバイスに使用できる材料や技術が数多く誕生しています。現在、この分野では3Dプリント技術も急速に発展しており、特別な技術的利点を持っています。

多機能で柔軟なウェアラブル電子デバイスは、個人の健康管理、薬物送達、動作検出、電子皮膚などの分野で私たちの生活を豊かにすることができます。実際の使用においては、ウェアラブルフレキシブルデバイスは多くの課題に直面します。そのため、高感度かつ多機能な新しいウェアラブル電子機器の開発が特に重要になります。

△フレキシブルなウェアラブル多機能電子機器は情報化の発展にとって非常に重要である
2022年7月13日、Antarctic Bearは、ブリティッシュコロンビア大学（UBCO）の研究者グループがMXeneと導電性ポリマー材料を使用して、2つの目的を持つ高感度ウェアラブルデバイスを作成したことを知りました。彼らは、導電性と柔軟性を兼ね備えた先進的な素材を発見したと言っている。

△3Dプリンターを使用して、衣類やデバイスに組み込める小型で高精度なモーションセンサーを製作。高解像度の押し出し3Dプリント技術を使用して、電磁干渉（EMI）シールドと体の動きセンサーの両方の役割を果たす小型軽量のデバイスを開発しました。研究者らは、EMI保護装置は医療、航空宇宙、自動車産業に応用できる可能性があると述べている。

MXene 材料は、2 次元の層状構造を持つ金属炭化物および金属窒化物材料の一種であり、その外観は積み重ねられたポテトチップスに似ています。 MXene 材料の化学式は Mn+1AXn です (n = 1–3)。M は Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo などの初期遷移金属を表します。A は通常、第 3 および第 4 主族の化学元素を表します。X は C または N 元素を表します。

衣服や装備に組み込むことができるこのデバイスは、2次元無機ナノ材料であるMXeneと導電性ポリマーで構成された導電性インクで作られています。

△優れた導電性と柔軟性を兼ね備えた構造（導電性1600±400S/cm、3000回の曲げサイクルに耐える）
UBCO工学部の先端材料および高分子工学助教授でカナダ研究委員長のモハマド・アルジュマンド氏は、MXeneは、その類似物質であるグラフェンと同様に、優れた導電性と柔軟性の両方を兼ね備えた強力な特性を備えたスマートカーボン材料であると語った。

同氏はプレス声明で、導電性インクに使用すれば、日常生活の一部になりつつある新しいタイプのウェアラブルデバイスの作成に最適だと述べた。「これらの導電性材料は3Dプリントプロセスに非常に適しているため、さまざまな形状や幾何学的形状を生成でき、製品は優れた構造的柔軟性を備えています。」

この研究に関する詳細は、公開された学術論文「ウェアラブルな人間の動作監視と電磁干渉シールドのための Ti3C2 ベースのインクの高解像度 3D 印刷押し出し技術」に記載されています (ポータルに移動するには、ここをクリックしてください)。
ウェアラブル製造の簡素化<br /> 実際、歴史的に見ると、ウェアラブルデバイスの柔軟性やユーザーの個人的なニーズを満たし、優れたパフォーマンスを発揮させるために、従来の製造方法でウェアラブルデバイスを製造することは容易ではありませんでした。アルジュマンド氏のチームの学生たちは、機能性材料の現在の製造技術は主に積層と単純な構造に限られており、監視技術を統合することができないと述べた。

一方、押し出し 3D プリントは、カスタマイズ、材料の無駄の削減、迅速な生産を実現するとともに、ウェアラブルエレクトロニクスやスマートエレクトロニクスに多くの機会をもたらします。「押し出し印刷技術が向上するにつれ、さらなる革新への扉が開かれる」と彼はプレス声明で述べた。

調整プロセス
UBCO チームは、印刷プロセスを微調整することで、高解像度の印刷要件と二重目的デバイスに必要な精密な構造の両方を満たすことができたと主張しています。「これらの印刷された構造に微小な亀裂を埋め込むことで、非常に感度の高いセンサーを開発できます」と研究グループは説明しています。「構造内の小さな亀裂は、周囲の環境の小さな振動を追跡するために使用されます。このような振動は、呼吸、顔の動き、発声、筋肉の収縮と弛緩など、多くの人間の活動を監視できます。」

カナダの大学は、導電性と柔軟性を兼ね備え、3,000回の曲げに耐えられる新しい3Dプリント材料を開発した。

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