PS12 Ga-In-Sn合金によるStretchable電極の延伸時における電気的特性 Electrical characteristics of Ga-In-Sn alloy stretchable electrodes under stretching ○ 田林 巧輔（東理大院） 松崎 亮介（東理大） • 機能実行中の折り曲げ・伸縮が可能 → 医療分野へ適用可能 Stretchable電子デバイス • 従来電極は折り曲げ・伸縮には不適 → 電極自体に伸縮性が必要 研究背景 液体金属によるStretchable電極 Ga-In-Sn合金・・・ガリウム(Ga),インジウム(In),スズ(Sn)からなる低融点合金 構成金属 組成 (wt%) Ga 68.5 In 21.5 • 常温で液体の合金 （融点：-19℃） • 低毒性 → 水銀の代替材料 Sn 10.0 研究目的：Ga-In-Sn合金電極の有効性の実証 Ga-In-Sn合金とPDMSを組み合わせてStretchable電極を作製 Ga-In-Sn合金電極の延伸時における電気的特性の調査 Ga-In-Sn合金電極 作製方法 電極パターン作製 Ga-In-Sn合金 電気抵抗変化率とひずみの関係 𝐿0 𝑅0 = ρ 𝐴0 ′ 𝐿 ′ 𝑅 =ρ ′ 𝐴 Ga-In-Sn合金 レジストモールド (t: 0.25 mm) 𝐴0 𝐿0 GFRP基板 モールド作製 加熱硬化 PDMS注入 Ga-In-Sn合金封入 弾性接着剤 2 1.5 Ga-In-Sn合金 15 45 65 単位: mm 延伸時における電気的特性の評価 単純引張試験 𝐿 𝑅′ ′ ′ 非圧縮性と仮定すると，𝐴0 𝐿0 = 𝐴 𝐿 𝑅 =ρ 1.5 ′ 𝑅0 ′ 銅線 𝐴′ 2 ′ 𝐿 𝐴0 𝐿0 ρ：電気抵抗率 電気抵抗は長さの２乗に比例する 接触抵抗𝟐𝑹𝑪 を考慮すると ⊿𝑹 𝑹𝟎 𝟐 = 𝜺 + 𝟐𝜺 𝑹𝟎 + 𝟐𝑹𝑪 𝑹𝟎 + 𝟐𝑹𝑪 ⊿𝑅 2 = 𝜀 + 2𝜀 𝑅0 サイクル試験 •最大ひずみ30 % •20サイクル 0% 30 % 0% PDMSの剥離 合金の漏れ Ga-In-Sn合金の漏れが原因で電極は破壊 電気抵抗がひずみに対し遅れずに応答 三点曲げ試験 P x h=2 L = 80 𝑹𝒂 𝑹𝒃 2ヶ所の測定区間で電気抵抗測定 2014.7.18-21 M&M2014 Materials and Mechanics Conference Wearable sensorへ適用 測定区間ごとに異なるひずみを検知可能 Tokyo University of Science Matsuzaki lab.
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