理工学部助教 李 恒・教授 河野 行雄：一台の卓上型ロボットでカーボンナノチューブ（CNT）液体インクの簡便・高速・高精度な印刷を実現

　中央大学 理工学部 電気電子情報通信工学科の李 恒 助教、山本 みな美 技術員、河野 行雄 教授、酒井 大揮 大学院生（理工学研究科 電気電子情報通信工学専攻・博士前期課程2年（※ 研究当時））、松﨑 勇斗 大学院生（理工学研究科 電気電子情報通信工学専攻・博士前期課程2年（※ 研究当時））らを中心とする研究チームは、光・電気・熱といった物理情報を高い感度で操るCNT型センサに対して、卓上機械ロボットタイプのエアジェットディスペンサ一台により、「印刷」という概念での簡便・高速・高精度な作製および集積手法を新たに確立しました（図1）。CNT型センサに対する従来の作製工程においては、「ヒューマンエラーが付き纏う手作業」や「複数装置間での煩雑な繰り返し作業」が不可欠となっており、歩留まり（「作製した素子数」に対する「正常に動作する素子数」の割り合い）の低さが致命的な課題として問題視されておりました。よって、本成果はこの様なボトルネックを一網打尽に解決する位置付けと言えます。特にCNT型センサは豊かに優れた計測性能から非破壊検査素子への応用が期待されており、本成果での技術的な進展は、当グループが独自に培ってきたCNT型センサの社会実装を大きく後押しするブレークスルーと言えます。
　本研究において、鍵は印刷における「空間的な位置合わせ：アライメント」と「インクの濃度」です。CNT型センサの作製において、従来はセンサ自身を成すCNTや信号読み出しに不可欠の電極配線、そしてセンサの高感度化に有用なキャリアドーピング等，各構成材料や部位の相互的な空間位置関係を作製者自身が把握せざるを得ない状況となっておりました。これらにおける人為的誤差は、センサの致命的な動作不良（材料間での位置ズレ）を生んでいました。一方で、本成果は液体インクシリンジを交換することで同一ディスペンサによる異種材料の印刷を可能とし、ディスペンサ自身がインク間のアライメントを機械制御することで高歩留まりなCNT型センサ集積へ展開しました（図2）。上記において、当グループはCNTインクの濃度が「センサ印刷の精度」と「センサの感度」に対する支配的な定義要因となる点を、科学的に解明しました。