透明で敏感な電子皮膚のための炭化シルクナノファイバーメンブレン

近年、電子皮膚は爆発的な発展を遂げています。非常に敏感な圧力感知は、電子皮膚の主要な機能の一つです。これまでに報告された皮膚様圧力センサーのほとんどはナノ材料や微細構造を持つポリジメチルシロキサン（PDMS）フィルムに基づいており、未知の生体毒性や冗長な製造プロセスのために広範な実用化が制限されています。高性能の皮膚様圧力センサーの製造には、コスト効率が良く、大面積に対応可能で、生体適合性のあるアプローチが強く求められています。シルクフィブロイン（SF）は天然のタンパク質であり、最近はフレキシブルエレクトロニクスの基板としての応用により大きな注目を集めています。ここでは、SF由来の活性材料を用いて皮膚様圧力センサーの製造が示されています。透明な炭化シルクナノファイバーメンブレン（CSilkNM）と構造を持たないPDMSフィルムを用いて、柔軟で適応性のある圧力センサーをコスト効率が良く、大規模に対応可能なアプローチで製造することができます。CSilkNMの独特のNドープ炭素ナノファイバーネットワーク構造により、得られた圧力センサーは、広範な圧力範囲に対する超高感度（34.47 kPa −1）、超低検出限界（0.8 Pa）、迅速な応答時間（10,000サイクル）など優れた性能を示します。これらの優れた性能に基づき、人間の生理信号のモニタリング、微妙なタッチの感知、圧力の空間分布の検出などへの応用が示されています。