ヒールで踏んでも洗濯しても壊れない頑丈トランジスタ - 産総研が開発

産業技術総合研究所(産総研)は8月12日、単層カーボンナノチューブ(単層CNT)、ゴム、ゲルといった柔らかい炭素系材料だけで構成されるトランジスタを開発。ハイヒールで踏まれるという大きな圧力に対しても壊れずに特性を維持するなど、さまざまな負荷(伸縮、曲げ、ねじり、圧縮、衝撃)をかけても壊れないことを確認したとする。

同成果は、産総研 ナノチューブ実用化研究センター CNT用途チームの関口貴子 主任研究員、田中文昭 元産総研特別研究員らによるもの。詳細は米国の学術誌「Nano letters」(オンライン版)に掲載された。

今回の研究は、単層CNTを用いた技術開発の一環として、その電気的特性とネットワーク構造を利用して、伸縮性のある導電性単層CNTゴム複合材料をトランジスタの電極とし、同時にトランジスタのチャネルに半導体的性質を持つ単層CNTを用いて、柔らかい材料だけからなるトランジスタの開発に取り組んだというもの。具体的にはソース、ドレイン、ゲートに用いる電極に導電性単層CNTゴム複合材料、チャネルに半導体的性質の単層CNT、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を製造。特性としては、オン電流が-50μA、オンオフ比は10⁴で、これまで報告されているフレキシブルトランジスタと同等の性能だとする。

また、実際にハイヒールで踏まれた際の圧力(約2.5MPa)前後のトランジスタ特性を調べたところ、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いことが確認されたという。

なお、産総研では今後、トランジスタだけではなく、柔らかいセンサ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の開発を行うとしている。