AIの急激な発展に伴い、認識系の技術も発展を求められています。特に生き物の皮膚のように柔らかく、また様々なスケールに展開できる技術は注目を集めています。
今回、Donghua Universityより提案された人工皮膚（ElectroSkin）はElectro Spinning（エレクトロスピニング）と呼ばれる手法で形成されています。
エレクトロスピニングはナノファイバーを紡糸する際によく用いられる技術です。ポリマー溶液を充填したシリンジなどに電界をかけることで、電荷反発により液滴が噴霧させます。この時に適切な粘度と電界が加わることでナノファイバーを形成する手法です。すでに量産機なども存在しております。
今回提案された素材はポリウレタン、PVDF, Carbon のそれぞれのナノファイバを層状に組み合わせることで構成されています。
（※PVDF：PolyVinylidene DiFluoride 有機圧電ポリマーの一種、応力に対して電圧を生じるためしばしセンサや発電に用いられる。）
圧力に対して非常に高い感度を有しており、また検出できるレンジも0-175kPa程度とのことです。また、この素材は50%程度伸ばしてもセンシングの特性や機械的な安定性を維持しています。
またこの素材はナノスケールで見ると上の写真のように開口を有していますが、液滴のようなサイズになると素材の疎水性と液体の表面張力により内部に浸潤することができません。この素材と構造により、防水でありながら優れた通気性を有しています。
このスキンはセンサにも活用できますが、その変形状態で生じた信号をセンシングに使うだけでなく、動きによる発電として用いるエナジーハーベスト素子としても応用可能です。
著者らはこの素材は高い感度、優れた伸縮性、通気性、そして自己発電機能、そしてファブリケーション の技術を備えていると謳っており、将来のWearable Skinとしての応用の可能性がありそうです。
参考文献
[1]Zhaoling, L., Maiomiao , Z., Jiali, S., Qian, Q., Jianyong, Y., & Bin, D., (2019). All‐Fiber Structured Electronic Skin with High Elasticity and Breathability, Advanced Functional Materials, 1908411URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201908411
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