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东京大学利用碳纳米管开发出可伸缩布线

DATE	2008/08/20

　　【日经BP社报道】

用可伸缩布线进行格子状布线的薄片

薄片的放大照片。有机晶体管的X、Y线均为可伸展布线

拉伸至最大38％，导电率亦无变化（红线）。导电率比以往的导电性橡胶高出约3位数。但比金属低4位数

离子性液体

　　东京大学工学系研究科副教授染谷隆夫的研究小组宣布，“全球首次开发出了可伸缩且导电性高的新材料”。由此，采用有机晶体管的大面积电路将可以粘贴在自由曲面上，从而使有机晶体管的用途大大扩展。而且，“由于新材料具有伸缩性，因此耐机械弯曲性大为提高”（染谷）。有关该新材料的论文已刊登在了美国Science杂志2008年8月7日快讯版“Science Express”上。

　　新材料由单层碳纳米管（SWNT）、离子性液体以及具有弹性的树脂等构成，呈黑色橡胶状。导电率为57S/cm，比市售导电性橡胶0.1S/cm的导电性高得多。且在保持这一导电率的情况下，能够拉伸至1.38倍的长度。使用新材料进行网状布线时，加上网眼变形的效果，最大可拉伸至2.34倍。以往虽然有过将碳纳米管掺入树脂中制成导电性橡胶的例子，但其导电率只有10S/cm，而且只能拉伸至1.1倍。

　　东京大学的染谷认为，此成果最重要的特点是：“全球首次发现了离子性液体与溶于其中且具有弹性的树脂的组合方式”。具体而言，离子性液体采用了“BMITFSI（1-butyl-3-methylimidazolium bis（trifluoromethanesulfonyl)imide）”，弹性树脂采用了氟类树脂的一种——“Daiel-G801”。

　　通常，离子性液体因可溶解SWNT而不凝集的材料而闻名。可以设想，如果可将树脂溶入这种离子性液体中，则可使SWNT均匀地分散于树脂中，从而获得很高的导电性。然而，在此之前未能发现可溶于离子性液体的弹性树脂。

　　此成果的另一个特点是，采用了单根长达2～4mm的SWNT。而SWNT的直径仅为3nm。假如将这种SWNT比作直径为0.3mm的缝纫线，则其长度达200～400m。“SWNT的长度很可能对导电性及伸张性的强弱起到了重要作用。我们认为，之所以在拉伸的情况下导电性也不变，是因为SWNT像意大利面条那样缠结着伸展的缘故”（染谷氏）。

　　染谷的研究小组曾在2005年开发出将布线设计成网状，并可粘贴在自由曲面上的“电子人工皮肤”（参阅本站报道）。当时技术下的伸缩性为1.25倍。当时是通过网眼结构变形来伸展，而此次则是布线本身的伸展。“没有伸缩性的材料即使可弯曲，如果触碰到尖锐的东西，恐怕会破损。因此，对于柔性元器件而言，伸缩性非常重要”（染谷）。（记者：野泽哲生）

■日文原文
東大が伸びる配線を開発，カーボン·ナノチューブを利用

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