皮膚に貼れるバイオセンサー、ストレス検知や食品の鮮度判定も可能：プリンタブルエレクトロニクス2015

山形大学は、「プリンタブルエレクトロニクス2015」で、有機トランジスタを用いたフィルム型バイオセンサーを展示した。特定の物質（成分）を検知できるようになっていて、皮膚に貼り付けてストレスマーカーとなる成分を検知したり、肉や魚などに貼り付けて鮮度を判定したりといった用途を想定している。

[村尾麻悠子，EE Times Japan]

　山形大学 有機エレクトロニクス研究センター時任・熊木・福田研究室は、「プリンタブルエレクトロニクス2015」（2015年1月28〜30日、東京ビッグサイト）で、印刷方式で作製したフィルム型の有機トランジスタバイオセンサーを展示した。大型の装置を用いなくても特定の成分が検出できることに加え、皮膚や、肉/魚などに貼り付けられることが特長だ。現在開発中だが、早期の実用化を目指している。

　有機トランジスタ上に、特定の成分を吸着するレセプタ（受容体）の役割を果たす延長ゲート電極を作り込んでいる。レセプタに成分が吸着するとトランジスタの電流/電圧が変化するので、それによって特定成分の有無が分かる。印刷方式でフレキシブルな基板に作製した有機トランジスタは低コストなため、バイオセンサーに適しているが、これまでは特定の成分を選択的に検出することは難しかったという。

　現在、検知できる成分は、硝酸イオン（精神的なストレスを感じた時に検出される）、乳酸イオン（運動性ストレス）、IgA抗体（快適性）、ブドウ糖（糖尿病）、ヒスタミン（食品の鮮度）。例えば、手に貼り付けてストレスの度合いを計測したり、食品に貼り付けて傷み始めたことを検知したり、といった用途が想定される。

フィルム型バイオセンサー。左は手の甲に貼っていて、右は肉（食品サンプル）の表面に貼っている。肉の方は、画像ではやや分かりにくいが、黄色い枠で囲んだ箇所にバイオセンサーが貼ってある。フィルム基板として、厚さ約1μm（ラップの1/10）のパリレン-Cを用いている（クリックで拡大）

将来的にはRFIDも搭載

　説明担当者は、「将来的には、RFIDタグを作り込んで、スマートフォンなどをかざすと、生体の情報や食品の鮮度情報を取得できるような仕組みにしたい」と話す。

　有機トランジスタの性能については、「スーパーコンピュータに使うわけではないし、今回のような用途であれば、それほど高い性能は必要ないと認識している。さらに、ここ最近は有機材料と印刷技術の進化も著しく、より均一に回路を印刷できるようになり、歩留まりも上がっている。これにより、印刷で製造する有機トランジスタの性能向上が期待できる」と述べている。

　同研究室が全印刷方式で作製した有機トランジスタは、駆動電圧10Vで1.0cm²/Vsを超える電子移動度を達成している。ウェアラブル機器や折り畳めるディスプレイなどへの応用が期待される。

全印刷方式で作製した延長ゲート電極と有機トランジスタ（左）と、バイオセンサー（クリックで拡大）