衣類のように柔らかく、ハイヒールで踏んでも壊れないトランジスタ 産総研が開発

衣類のように柔らかく、曲げや衝撃など負荷をかけても壊れないトランジスタを産総研が開発した。単層カーボンナノチューブなど柔らかい材料だけで構成している。

[ITmedia]

　産業技術総合研究所は8月12日、衣類のように柔らかく、曲げや衝撃など負荷をかけても壊れないトランジスタを開発したと発表した。金属など硬い材料を使用せず、単層カーボンナノチューブ、ゴム、ゲルといった柔らかい炭素系材料だけで構成した。生体センシングシステムや介護ロボットの皮膚などへの応用を期待している。

衣類に付けて洗濯できる

開発したトランジスタの模式図（左上）、構成元素（左下）、性能（右）

開発したトランジスタの構成材料と各種材料のヤング率と許容弾性ひずみ量

　開発したのは、ソース、ドレイン、ゲートに用いる電極に、導電性の単層カーボンナノチューブゴム複合材料、チャネルに半導体的性質の単層カーボンナノチューブ、絶縁層にイオンゲル、基板にシリコンゴムを用いたサイドゲート型トランジスタ。オン電流は-50μアンペア、オンオフ比は10の4乗。

　硬い金属や酸化物を一切使わず、すべての部材が衣類に近い柔軟性を持っている。曲げや圧力、衝撃を受けてもすべての部材が一体化して変形するため、界面での応力やひずみの集中が抑制されるという。

ハイヒールで踏まれるトランジスタ（背景）と踏まれる前後の性能（右下）

　ハイヒールで踏んだ（圧力約2.5Mパスカル）前後の特性を比較したところ、オン電流、オンオフ比などのトランジスタ特性にほとんど変化がなかったという。衣類に付けて洗濯しても問題ないという。

　今後は、柔らかいセンサーやエネルギーデバイスと統合することで、医療用の人体圧力分布センシングシステムなどヒューマンモニタリングシステムに応用する。衣類のように身に付けることができ、身体に負担を与えない、人間に優しい電子デバイスを開発していく計画だ。