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ワイヤレスセンサーの急速な発展によって、生活空间におけるさまざまな物理情报の计测と活用が进んでいます。センサーの计测対象は、最近、物から人へ急速に拡大しています。人体に接触しながら生体に関する情报を计测する际には、装着感のない柔らかさ、卫生面から使い捨てにできることなど、従来の电子部品になかった课题の解决が急务です。

© Sakurai Lab. / Someya-Sekitani Lab.
世界初となる柔らかいワイヤレス有机センサーシステム。水分を検出してワイヤレスで电力やデータを伝送できる。おむつやばんそうこうに张り付けて、使い捨てにすることもできる。

今回、東京大学の桜井 貴康　教授、染谷 隆夫　教授らの研究グループは、世界で初めて柔らかいワイヤレス有機センサーシステム（有機デバイスだけで構成されるワイヤレスセンサーシステム）の開発に成功し、そのセンサーシステムとしての有用性を柔らかい水分検出センサーシートで実証しました。開発したセンサーシステムは、離れたところからワイヤレスで電力供給が可能で、水分検出センサーからのデータも最適な通信条件で取ることができます。

本研究グループは、高分子フィルム上に有机集积回路を作製することで、ワイヤレスで电力とデータを伝送できる柔らかい水分検出センサーシートの开発に成功しました。开発の决め手は、世界で初めて、有机集积回路を駆动するための电力伝送に电磁界共鸣法を採用したことです。これによって、高効率に长距离のワイヤレス电力伝送と通信が可能となりました。有机集积回路は主に3つのブロックから构成されています。第1のブロックは、有机ダイオードを用いた整流回路で、电磁界共鸣によりワイヤレスで电力を受けます。第2のブロックは、抵抗変化で発振周波数が変化する有机リング発振回路で、水分による抵抗の変化をワイヤレスにデータ転送します。第3のブロックは、有机ダイオードを用いた静电気保护回路で、2キロボルト（办痴）に帯电した人体に触れても壊れない耐性を実现しました。

今回の研究の原理は、水分以外にも、温度や圧力などさまざまなセンサーに応用することも可能です。今后は、ばんそうこうやおむつなど装着感が少なく使い捨てにもできる卫生的なセンサーとして幅広い用途への応用が期待されます。

本研究成果は、2014年2月9日（日）～13日（木）に米国サンフランシスコにて開催された「国際固体回路会議（ISSCC）2014」で発表されました。また、本研究は科学技術振興機構（JST ）課題達成型基礎研究の一環として行われました。

(JST)

论文情报

Hiroshi Fuketa, Kazuaki Yoshioka, Tomoyuki Yokota, Wakako Yukita, Mari Koizumi, Masaki Sekino, Tsuyoshi Sekitani, Makoto Takamiya, Takao Someya, and Takayasu Sakurai,
“Organic Transistor Based 2kV ESD Tolerant Flexible Wet Sensor Sheet for Biomedical Applications with Wireless Power and Data Transmission Using 13.56MHz Magnetic Resonance”,
IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) Digest of Technical Papers pp. 490-491, Feb. 2014.

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