書きました。テッサ・レダー、ケイト・レイング｜ヴォルテラ
フレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクス（FHE）の世界での実験には、さまざまなハードルがつきものです。印刷技術は、材料の互換性という点で大きく異なり、特定のアプリケーションに適した長所と短所があります。使用しようとする印刷技術にマッチした材料を選ぶことは、最も重要な決定事項です。
ボルテラの新しいプリンテッドエレクトロニクス用ダイレクトインク書き込み（DIW）、精密ディスペンス、3DプリントプラットフォームであるNOVAは、FHEの分野が構築されている風景を変えるものです。NOVAは、スクリーン印刷可能なあらゆる材料を試し、その場でパターンをカスタマイズして再設計する機会を提供し、これまで経験したことのないような材料の柔軟性を実現します。
「アディティブ・マニュファクチャリングは、エレクトロニクスのあり方を変え、私たちを取り巻く世界におけるその役割も変えていきます。熱可塑性の伸縮性エラストマー、つまりゴムのような素材にプリントしたいと思ったとき、NOVAがあればそれが可能です。そして、突然、皮膚の機械的特性を持つ電子デバイスができあがります。と、Voltera社のプロダクトマネージャーであるMatt Ewertowski氏は、Made in Ontarioポッドキャストで、ヨーク大学E-AMラボのディレクターであるGerd Grau教授にインタビューした際に述べています。
積層造形エレクトロニクス技術の進化に伴い、グラウ教授と彼のグループのような研究者は、積層造形プロセスがあらゆる産業の製品設計にどのような革命をもたらすことができるかの境界を押し広げようとしています。
グラウ教授と修士課程の学生ヨランド・エルハジは、直接描画技術としても知られる押し出し印刷によるタトゥー電極の製造の可能性を模索し始めました。医療業界で使用されている既存のセンサー技術は、特に長時間装着する必要がある場合、患者にとって扱いにくく、重く、不快なものとなることがあります。
また、タトゥー電極の多くは、導電性の低い有機材料を使用しています。医療用電極の微細加工におけるこのギャップを認識したEl-hajjは、より身近で効率的な微細加工プロセス、特に押出印刷の可能性を探った。
Inkjet and Extrusion Printed Silver Biomedical Tattoo Electrodes』は、El-hajj氏の最終論文のプレプリントで、この夏以降に学術誌に掲載される予定です。この論文では、NOVAとDIW技術を使って製作したバイオメディカルタトゥー用電極の品質を、インクジェット技術など従来の方法で製作した電極と比較して検証しています。
2つの印刷方法は、銀ベースの導電性インクをタトゥー用紙に印刷するために最適化され、得られたタトゥー電極は、シート抵抗、インピーダンス、曲げ歪みなどの機械的性能で比較された。El-hajjとそのチームは、高い導電性、機械的堅牢性、生体適合性、コストの点から、銀系インクを使用した。
図1: 押出し印刷された銀のタトゥー電極（上）と従来のスナップ電極（下）
El-hajjらの研究結果によると、DIW技術で印刷したトレースは、インクジェット技術で印刷したトレースと比較して、シート抵抗とインピーダンスが向上していることが示されている。この差のメカニズムとして、DIW導電性インクの粘度が、低粘度で溶剤の割合が比較的高いインクジェット技術で使用されるインクよりも著しく高いことが提案されている。そのため、DIWインクは基材であるタトゥー紙に吸収されにくく、インクジェットインクと比較して、より強固な電気トレースと導電性の向上を可能にします。
「印刷法を用いた医療用電極の製造には大きな可能性があり、より堅牢な素材を使用することができます。印刷ベースの技術は、材料やパターンの柔軟性、センサー構造のパーソナライズ化など、医療用センサーに多くの利点をもたらすことができます。さらに、フレキシブルな材料を用いることで、より電気的・機械的に堅牢な材料を実装することができます」とEl-hajjは言う。
科学者、研究者、製品開発者は、積層造形法の進歩により、エレクトロニクスの革新の限界を押し広げることができます。グラウ教授の研究チームを含むNOVAユーザーは、さまざまな材料やアプリケーションの実験を通じて、変革の可能性を秘めた新世代のエレクトロニクスを生み出すための積層造形技術を研究開発しています。 [This is automatically translated from English]
