次世代インテリジェントテキスタイルの創製とウェアラブルシステムへの応用

下一代智能纺织品的创造及其在可穿戴系统中的应用

基本信息

批准号：
21H00807
负责人：
黒子弘道
金额：
$ 10.23万
依托单位：
Nara Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

次世代インテリジェントテキスタイルを実現するために、超臨界二酸化炭素を用いた触媒化技術によるポリエチレンテレフタラート(PET)の機能化が実現した。R04年度に、フレキシブルセンサー用触媒電極としてのPETフィルムの金メタライゼーションが実現した。これらのめっき繊維の表面の状態をSEM観察により明らかにし、さらに高次構造解析を固体ＮＭＲ法により詳細に行うことにより、触媒化とめっき処理による構造変化に関する知見を得た。また、全反射測定法によるフーリエ変換赤外吸収スペクトル測定および水を用いた接触角測定を行い、インテリジェントウェアラブル繊維の基布となる各繊維材料表面の高次構造や結晶性、水濡れ性などの各情報を得た。また未処理繊維、触媒処理繊維、メッキ処理繊維など各段階の繊維を用いた安全性評価のための各種予備試験を行った。導電性繊維のEMS（電気筋肉刺激）装置としての応用に向け、背中へのEMSにより適切な座位姿勢の維持を支援するウェアラブルシステムの有効性を検証した。20代女性22名を対象とし、10分程度のパソコンを用いた卓上作業を行わせ、EMSの有無で姿勢の変化を評価した。結果として、EMSなしの条件において前傾姿勢となった参加者13名はEMSにより前傾が有意に抑えられ、またEMSは作業効率に影響しないことが示された。また、開発された導電性テキスタイルの、インタフェースとしての新たな応用を検討評価した。具体的には、妊婦の体調可視化や基礎体温計測、冷え性予防といった健康管理分野への応用、水難や自然災害といった緊急現場での被災者見守り技術の開拓の２つの領域に分かれ、例えば水難事故防止のためのライフベストでは、導電性テキスタイルを用いてベスト一体型の超小型アンテナを考案し、無線を用いた被災位置の特定を実現した。

为了实现下一代智能纺织品，使用超临界二氧化碳的催化技术将聚对邻苯二甲酸酯（PET）官能化。在04财年，实现了宠物膜作为柔性传感器的催化剂电极的金色金属化。通过SEM观测结果揭示了这些镀纤维的表面状态，进一步，通过使用固态NMR详细进行了高阶结构分析，并获得了有关催化和电镀处理引起的结构变化的知识。此外，使用水的总反射测量和接触角度测量了傅立叶变换红外吸收光谱，并获得了每种光纤材料表面的高阶结构，结晶度和水的润湿性等信息，这些信息可作为智能可穿戴纤维的基础织物。此外，还进行了各种初步测试，以评估在各个阶段的纤维，例如未处理的纤维，经过催化剂处理的纤维和板纤维。为了将导电纤维作为EMS（电肌肉刺激）设备的应用，我们已经验证了可穿戴系统的有效性，该系统支持维持EMS背面的适当坐姿。一组20多岁的女性被要求使用计算机进行桌面工作约10分钟，并根据EMS的存在或不存在姿势的变化。结果，结果表明，在没有EMS的情况下，在没有EMS的情况下处于前进位置的13位参与者显着降低了EMS，并且EMS对工作效率没有影响。我们还检查并评估了开发导电纺织品作为接口的新应用。具体而言，该系统分为两个领域：可视化孕妇的身体状况，测量基础温度，防止冷气以及开发技术以在紧急情况下（例如水和自然灾害）监测受害者。例如，用于预防水事故的救生背心，一种使用导电纺织品集成的背心的超紧凑型天线，并能够使用无线电识别灾难的位置。

项目成果

期刊论文数量（46）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrical Muscle Stimulation to Develop and Implement Menstrual Simulator System

通过电刺激肌肉来开发和实施月经模拟器系统

DOI：
10.20965/jrm.2021.p1051
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Robotics and Mechatronics
影响因子：
1.1
作者：
Asada Chihiro;Tsutsumi Kotori;Tamura Yuichi;Hara Naoya;Omori Wataru;Otsuka Yuta;Sato Katsunari
通讯作者：
Sato Katsunari

乳がん術後患者向けブラジャー開発のための体動による下着の変形計測

通过身体运动测量内衣变形，为乳腺癌患者开发胸罩