此次開發出的柔性體溫計是利用印刷工藝在薄膜基板上制成的。厚度僅大約15μm,柔軟可彎曲。靈敏度高達0.02℃,響應速度也高達100ms。實驗證實即使反復測量接近2000次,也不會失去再現性。
傳感器中尚未集成電源電路和讀取電路,不過如果使用研發小組以前開發的技術,原理上可以集成電源電路和讀取電路。今后,研究小組將進一步減小厚度,提高可反復測量的次數,爭取3年內實現商品化。
超薄輕量、不易損壞
作為用來實現柔性溫度傳感器的材料,隨著溫度升高、電阻增大的“聚合物PTC(PositiveTemperatureCoefficient:正溫度系數)”備受關注。不過,使用聚合物PTC,尚未實現響應溫度在體溫附近、可利用印刷工藝制造的溫度傳感器。
此次在合成聚合物PTC時,采用改變兩種單體混合比例的方法,使得響應溫度可在體溫附近調整。具體就是,通過改變丙烯酸十八酯和丙烯酸丁酯這兩種單體的混合比例,使響應溫度可在25~50℃自由調整。原來調整聚合物PTC響應溫度的方法是改變分子量,因此響應溫度的控制性低。
作為導電性物質添加了石墨。在體溫附近,溫度上升時,聚合物PTC膨脹,石墨顆粒間的物理距離變大,電阻升高。對于5℃的溫度變化,電阻會有5~6個數量級的改變。由于變化較大,因此不用復雜的讀取電路即可。