ウェアラブルアプリケーション向けのオールナノファイバイオンキャパシティブ圧力センサー

現在、電子皮膚（e-skins）の開発に伴い、低エネルギー消費で長期的な生理信号モニタリングに適した優れたウェアラビリティを持つウェアラブル圧力センサーが緊急に求められていますが、依然として課題です。キャパシティブ型デバイスはウェアラブルアプリケーションに適した候補ですが、従来のキャパシティブ圧力センサーは低いキャパシタンスと感度に制約されています。本研究では、オールナノファイバイオン圧力センサー（IPS）を開発し、電極/電解質接触界面での電気二重層の形成がキャパシタンスと検出特性を大幅に向上させることを示します。IPSは、グラフェン電極を持つ2つの熱可塑性ポリウレタンナノファイバ膜の間にナノファイバイオンゲルセンサ層を挟むことによって製造されます。IPSは、0-5 kPaの圧力範囲で217.5 kPa-1の高感度を持ち、従来のキャパシティブ圧力センサーよりもはるかに高いです。応答と回復速度（30 msおよび60 ms）が速いことと相まって、IPSは複数の生理信号のリアルタイムモニタリングに適しています。さらに、ナノファイバネットワークはIPSに優れた透湿性と熱放散を与え、長時間の着用中の快適さを保証します。この研究は、ウェアラブルセンサーのウェアラビリティを改善するための実行可能な戦略を提供し、ヘルスケアおよび人間-機械インタラクションアプリケーションを促進することができます。