湿度・ひずみセンサー用の強化・抗菌・導電性フレキシブルフィルム

Strengthened, Antibacterial and Conductive Flexible Film for Humidity and Strain Sensor.

• Chuanhui Xu
• Zhongjie Zheng
• Mengzhuan Lin
• Qi Shen
• Xinghuo Wang
• Baofeng Lin
• Lihua Fu

抄録

人工知能の発展に伴い、人々は従来の導電性材料に満足せず、伸縮性のある柔軟な電子システムに注目する傾向がある。柔軟な導電性ゴムは、ウェアラブルなひずみセンサーに大きな可能性を秘めている。しかし、ウェアラブルセンサの使用中に細菌が急速に伝播することは、人間の健康にとって避けられない脅威となる可能性がある。ここでは、カルボキシルスチレンブタジエンゴム（XSBR）、クエン酸（CA）および硝酸銀（AgNO3）をベースにした導電性ゴムフィルムを、Agナノ粒子（Ag NP）を高温で焼結することなくその場で還元するという便利なアプローチで作製している。結果として得られた膜は、機械的特性、柔軟性、導電性の強化など、多くの望ましい印象的な特徴を示しています。さらに重要なことは、本発明の可撓性導電膜は、大腸菌（グラム陰性菌）や黄色ブドウ球菌（グラム陽性菌）に対して優れた抗菌性を示し、人体の動きをリアルタイムでモニターする可撓性抗菌材料としての応用が期待されていることです。また、CAの吸湿性により、導電性フィルムの抵抗値は様々な湿度に敏感であり、湿度センサーへの応用も可能です。

With the development of artificial intelligence, people are not satisfied with the traditional conductive materials and tend to focus on stretchable and flexible electronic systems. Flexible conductive rubbers have great potential applications in wearable strain sensors. However, the rapid propagation of bacteria during the use of wearable sensors may be an ineluctable threat to humans' health. Herein, a conductive rubber film is fabricated based on carboxylic styrene-butadiene rubber (XSBR), citric acid (CA) and silver nitrate (AgNO3) via a convenient approach, where Ag nanoparticles (Ag NPs) are in-situ reduced without sintering at elevated temperatures. The resultant films exhibit many desirable and impressive features, such as strengthened mechanical properties, flexibility and conductivity. More importantly, the Ag NPs flexible conductive films exhibit excellent antibacterial activity against E. coli (Gram-negative bacteria) and S. aureus (Gram-positive bacteria), which have potential applications as flexible antibacterial materials to monitor movements of human body in real time. Also, due to the hygroscopicity of CA, the resistance of our conductive film is sensitive to various humidity, which can be applied in humidity sensor.