導電性フィラーとしてカーボンナノチューブまたは銀ナノワイヤーが選ばれるのはなぜですか？センサーの精度と柔軟性を向上させる

カーボンナノチューブ（CNT）と銀ナノワイヤー（AgNW）は、圧電フレキシブル圧力センサーの選択肢として好まれています。なぜなら、これらは高い導電性と機械的コンプライアンスを両立させるという技術的な課題を解決するからです。それらの独自の物理的構造により、フレキシブル基板内に効率的な導電ネットワークを形成することができ、センサーの柔軟性を維持しながら正確なデータを提供します。わずかな物理的変形からでも大きな抵抗変化を可能にすることで、これらのフィラーは材料の柔軟性を損なうことなく、卓越した感度を提供します。

主な利点：これらのナノマテリアルは、高いアスペクト比を活用して、わずかな圧力で切断または再接続される堅牢な内部ネットワークを作成します。このメカニズムにより、物理的なひずみが、高感度で信号信頼性の高い読み取り可能な電気信号に変換されます。

優れたセンシングの仕組み

高いアスペクト比の力

これらの材料が他よりも選ばれる主な理由は、その高いアスペクト比（長さと幅の関係）です。この形状は、実際のフィラーが少なくても、センサー材料のより大きな体積全体にわたって接続性を確立するために重要です。

効率的な導電ネットワークの形成

長くて細い構造のため、CNTと銀ナノワイヤーは、ポリマーマトリックス内に効率的な導電ネットワークを形成しやすくします。この「ウェブ状」の内部構造は、絶縁性のフレキシブル基板を介して電子が流れることを可能にするために不可欠です。

高感度の達成

これらのネットワークの効率は、優れたパフォーマンス結果につながります。参照資料によると、これらのフィラーはわずかな変形によって引き起こされる大きな抵抗変化を可能にすると述べられています。これは、センサーが他のフィラーが見逃す可能性のある非常にわずかな圧力や動きを検出できることを意味します。

柔軟性と耐久性のバランス

機械的柔軟性の維持

フレキシブルエレクトロニクスにおける大きな課題は、材料を脆くすることなく導電性を加えることです。CNTとAgNWにより、センサーは全体的な機械的柔軟性を維持できます。それらは、破壊するほど硬化させることなく基板に統合されます。

信号の堅牢性の確保

単なる柔軟性だけでなく、信号自体も安定している必要があります。これらのフィラーは信号の堅牢性を提供し、センサーが製造プロセスおよびその後の使用を経ても、電気的フィードバックが一貫して信頼できることを保証します。

重要な考慮事項とトレードオフ

製造精度の依存性

これらのフィラーは優れたパフォーマンスを提供しますが、主な参照資料は、その有効性が製造プロセスに大きく依存していることを強調しています。導電ネットワークの形成は、高いアスペクト比が実際の導電性に反映されるように、正確に管理する必要があります。

感度対変形

このメカニズムは、変形によって引き起こされる抵抗変化に依存しています。システムはわずかな変形に反応するように設計されており、これは感度にとっては強みですが、意図しない物理的な操作にもセンサーが非常に敏感であることを意味します。

センサー設計に最適な選択

アプリケーションでカーボンナノチューブまたは銀ナノワイヤーの効果を最大化するために、特定のパフォーマンスターゲットを検討してください。

主な焦点が高感度である場合：これらのフィラーを活用して、わずかな変形でも読み取り可能な抵抗変化を引き起こすようにします。
主な焦点が機械的耐久性である場合：これらの材料の高いアスペクト比に依存して、堅牢な導電ネットワークを維持しながら機械的柔軟性を維持します。

これらのナノマテリアルは、電気的精度と物理的柔軟性の間の妥協のないバランスを必要とするエンジニアにとって、決定的なソリューションを提供します。

概要表：

特徴	カーボンナノチューブ（CNT）/銀ナノワイヤー（AgNW）	従来の導電性フィラー
アスペクト比	非常に高い（長く細い）	低〜中程度
接続性	効率的なウェブ状ネットワークを形成	高い充填率が必要
感度	わずかな物理的変形を検出	わずかなひずみに対する感度が低い
柔軟性	基板の柔軟性を維持	材料の脆さを引き起こす可能性がある
信号品質	堅牢で一貫した電気的フィードバック	ストレス下での信号ノイズが発生しやすい

3515カスタム製造で製品パフォーマンスを向上

適切な材料を選択することは、イノベーションへの第一歩です。グローバルディストリビューターおよびブランドオーナーにサービスを提供する主要な大規模メーカーとして、3515は高度なエンジニアリングを活用して、すべてのフットウェアカテゴリーにわたる高性能ソリューションを提供します。

当社の専門知識は、タクティカルギアを超えて、次世代のスマート製品向けの機能性材料の統合にまで及びます。当社の主力製品である安全靴、タクティカルブーツ、または特殊スニーカーやドレスシューズのいずれを必要とする場合でも、お客様のブランドにふさわしい包括的な生産能力とバルクサプライチェーンの安定性を提供します。

精度を理解するパートナーと生産を拡大する準備はできていますか？

バルク要件について話し合うために、今すぐお問い合わせください

参考文献

Ting Xu, Jian Fang. Research progress of the plantar pressure monitoring system for gait analysis. DOI: 10.1360/tb-2023-0591

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .

メニュー