此次开发出的柔性体温计是利用印刷工艺在薄膜基板上制成的。厚度仅大约15μm,柔软可弯曲。灵敏度高达0.02℃,响应速度也高达100ms。实验证实即使反复测量接近2000次,也不会失去再现性。
传感器中尚未集成电源电路和读取电路,不过如果使用研发小组以前开发的技术,原理上可以集成电源电路和读取电路。今后,研究小组将进一步减小厚度,提高可反复测量的次数,争取3年内实现商品化。
超薄轻量、不易损坏
作为用来实现柔性温度传感器的材料,随着温度升高、电阻增大的“聚合物PTC(PositiveTemperatureCoefficient:正温度系数)”备受关注。不过,使用聚合物PTC,尚未实现响应温度在体温附近、可利用印刷工艺制造的温度传感器。
此次在合成聚合物PTC时,采用改变两种单体混合比例的方法,使得响应温度可在体温附近调整。具体就是,通过改变丙烯酸十八酯和丙烯酸丁酯这两种单体的混合比例,使响应温度可在25~50℃自由调整。原来调整聚合物PTC响应温度的方法是改变分子量,因此响应温度的控制性低。
作为导电性物质添加了石墨。在体温附近,温度上升时,聚合物PTC膨胀,石墨颗粒间的物理距离变大,电阻升高。对于5℃的温度变化,电阻会有5~6个数量级的改变。由于变化较大,因此不用复杂的读取电路即可。