木材由来のコーティングで損傷後も電子回路の水濡れ故障防止 阪大の研究

2021年4月2日 07:52

小

中

大

印刷

 電子デバイスの水濡れ故障を防ぐために、これまで防水コーティングやパッキングなど様々な封止技術が開発されてきた。だがどんな封止も損傷してしまうと水濡れは防止できず故障につながってしまう。

【こちらも】水中の重金属や放射性物質を除去する材料に必要な結晶構造と形態を解明 阪大

 大阪大学の研究グループは1日、電子回路上に木材由来のコーティングを施すことで、損傷後も水濡れ故障が抑制できることを発見したと発表した。この成果によって、ウェアラブルデバイスやヘルスケアデバイスなどの安全性がさらに向上することが期待される。

 電子回路の金属部分が水に濡れると、通常は陽極の金属が溶出して負極側に析出し、短絡が発生する。つまり、水濡れによる故障を防ぐためには負極上での金属析出を成長させないことが重要になってくる。

 研究グループは今回、木材由来のナノ繊維であるセルロースナノファイバーによるコーティング技術に着目。ナノ繊維のコーティングによって、電子回路が水に濡れてから24時間経った後も短絡しないことが明らかになった。

 コーティングをした電子回路は、水に濡れるとナノ繊維が吸水、再分散して電気泳動により陽極上に集積する。その集積したナノ繊維が、陽極から溶出した金属イオンを吸着してゲル化することが今回の研究における分析で判明した。このナノ繊維ゲルが金属析出の成長を抑制するため、長時間水に濡れた状態でも短絡が発生しない。またコーティングは損傷していた場合でも、水に濡れた時には電気泳動によって集積するため、故障を防ぐ効果がある。

 今回の技術は、電子回路上にコーティング液を塗工して乾燥させるという、非常に簡単な手法で実施できるため、低コストで電子デバイスの安全性を大きく向上させることにつながる。特に近年は身体情報のモニタリングのため、ウェアラブルなヘルスケアデバイスの使用が望まれるシーンが増えており、そのようなデバイスの使用可能範囲拡大が期待される。

 今回の研究成果は「ACS Applied Nanomaterials」誌のオンライン版に1日付で掲載されている。

関連キーワードウェアラブル端末ヘルスケア大阪大学セルロースナノファイバー

関連記事