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大学院理工学府 機械・材料・海洋系工学専攻
理工学部 機械・材料・海洋学科
研究概要
当研究室ではポリマーやハイドロゲルに代表されるソフトマテリアルを用いて次世代センサ・システムの研究を行っています。主に有機材料の新規加工方法の探索、ヘルスケア・医療応用のための次世代センサの開発、それらを統合することによる医療・バイオ応用のためのシステムの開発の三つを軸にして研究に日々取り組んでいます。機械工学をベースにはしつつも、化学・分子生物学・電気電子工学を融合することで社会に新しいコンセプトのデバイスとシステムを提案しています。
アドバンテージ
有機材料を用いた屈曲・伸長可能なセンサを作成することができます。また、その表面を化学的に修飾し化学反応をベースとした選択性の高いセンサを作製することも可能です。さらに、それらをICなどのソリッドステートの電子機器と組み合わせることでコントロールシステムを作製し、スマートフォンなどに結果を表示させるネットワークシステム設計を行うことができます。フレキシブル・ストレッチャブルセンサ加工からシステム設計まで一貰した機械システム設計が可能です（図1)。
事例紹介
液体金属を利用した次世代のストレッチャブル（伸縮可能)センサ及びシステムの開発をしています。現在までに、温度、湿度などの高感度センシングができます（図2a, c)。
また、光学センサを柔軟材料と組み合わせることで深部体温などといった生体情報を計測できるシステムを開発しました。さらにスマートフォンアプリの開発を行い、結果を表示・解析できるネットワークシステムを開発しております（図2b、図3)。
主な所属学会
日本機械学会 / MEMS / microTAS
主な論文
1. R. Matsuda, S. Zihao, U. Kamoto, H. Ota, “Liquid-Based Digital Readable Tilt Sensor.”, Advanced Materials Technologies, 2100490, 2021.
2. G. Inamori, U. Kamoto, F. Nakamura, Y. Isoda, A. Uozumi, R. Matsuda, M. Shimamura, Y. Okubo, S. Ito, H. Ota, “Neonatal wearable device for colorimetry-based real-time detection of jaundice with simultaneous sensing of vitals.”, Science Advances, 7(10), 2021.
3. M. Takaya, R. Matsuda, G. Inamori, U. Kamoto, Y. Isoda, D. Tachibana, F. Nakamura, O. Fuchiwaki, Y. Okubo, H. Ota, “Transformable Electrocardiograph Using Robust Liquid−Solid Heteroconnector.”, ACS Sensors, 6(1), pp. 212-219, 2021.
4. N. Ochirkhuyag, R.Matsuda,Z. Song, F. Nakamura, T. Endo, H. Ota, “Liquid metal-based nanocomposite materials: fabrication technology and applications.”, Nanoscale, 4(13), pp. 2113-2135, 2021.
5. R. Matsuda, S. Mizuguchi, F. Nakamura, T. Endo, Y. Isoda, G. Inamori, H. Ota, “Highly Stretchable Sensing Array for Independent Detection of Pressure and Strain Exploiting Structural and Resistive Control.” Scientific Reports, 10, 12666, 2020.
6. K. Matsubara, D. Tachibana, R. Matsuda, H. Onoe, O. Fuchiwaki, H. Ota, “Hydrogel actuator with a built-in stimulator using liquid metal for local control”, Advanced Intelligent Systems, 2000008, 2020.
7. T. Kozaki, S. Saito, Y. Otsuki, R. Matsuda, Y. Isoda, T. Endo, F. Nakamura, T. Araki, T. Furukawa, S. Maruo, M. Watanabe, K. Ueno, H. Ota, “Liquid-state Optoelectronics Using Liquid Metal”, Advanced Electronic Materials, 1901135, 2020.