イオン液体ゲルの高感度圧力センサー

  圧力センサーは、スマートウィンドウ、ディスプレイ、セキュリティシステム、携帯電話、電子スキンなど、IOTスマートウェアに幅広い用途があります。多数の圧力センサーの中で、超柔軟、高感度、広範囲のセンサーを開発し、人間の行動を監視することが重要です。現在、感度は通常、マイクロナノパターンのピエゾ抵抗センサーを導入することで改善されており、ナノメートル構造に基づいて複合フィルムを組み立てることで柔軟性を向上させることができます。この方法は大きな進歩を遂げましたが、それでもデバイスの延性を制限します。コストが高く安定性が低いという欠点も、ウェアラブルセンサーへの適用を大幅に制限します。

  機能性材料として、イオン伝導体は、エネルギー貯蔵、太陽エネルギー変換センサー、および電子デバイスについて、重要な役割を果たします。あるイオン伝導体は、電解質を含むヒドロゲルです。このヒドロゲルは、高い伸縮性、透明性、生体適合性を兼ね備えているという特徴があるため、伸縮性イオンデバイスや電子スキンで重要な用途がありますが、センシング安定性が低いため、ウェアラブルデバイスでの幅広い用途が制限されます。

  それに比べて、イオンコロイドは重要な種類のセンシング材料であり、固体と液体の両方のイオン液体含有ポリマーが含まれています。

  ポリマーネットワークフレームワークは、イオン液体の漏えいを防ぐことができます。 したがって、イオンコロイドを開発して、ウェアラブル電子デバイス、特に電子スキンの分野で広く使用することができます。

注目すべきことに，イオンコロイド中の非導電性高分子は電気伝導率に影響し，感度を低下させます。これまで多機能かつ鋭敏なイオンゲル圧力センサが開発されてきたが，材料の制限により、また大きな課題に直面しています。

  弊社の研究者は、炭素-炭素二重結合を持つ（VElIm] [DCA]）イオンゲルの合成に成功しました。 また、空気安定性、高導電性、半透明性を備えており、イオンゲルをベースに最適化されたセンサーは、優れた機械的特性と圧力検知特性を示します。#www.chemfish.co.jp



図1.（a）イオン液体ゲルの分子式。

（b）イオンゲル合成の概略図。

（c）イオン液体ゲルの重合前、そしてゲル重合後の写真

図2.（a）デバイス構造の概略図。

（b）4V電圧下では、電流変化と圧力の関係。

（c）この作業と他の作業の感度と検出限界の比較。

（d）異なる軽質材料の圧力下での電流の変化