木材なのに電子回路。レーザーを照射し焦がして墨にして電気を通す。お茶大などが開発 [866556825]

1 ::2022/02/28(月) 10:11:07.05 ID:8MqvcAcC0●.net ?PLT(21500)
レーザーで木を焦がして作る「炭の電子回路」 お茶大などが開発

https://news.yahoo.co.jp/articles/b02e2be4542f9557da7c330fb64d16946197e849

(a)炭の部分をタッチすると照明の明るさや色の調整ができる、(b)炭の部分をスライドするとエアコンの温度調整ができる

 お茶の水女子大学と東京工科大学、ヤフー、東京大学による研究チームが開発した「CircWood: Laser Printed Circuit Boards and Sensors for Affordable DIY Woodworking」は、レーザー加工機で木材にレーザーを照射し、一部を炭にすることで木材表面に直接電子回路を作成する手法だ。炭化部分は、一般的なプリント基板(PCB)の配線と同様に電気が流れる配線として機能する。

【画像】(a)配線の設計パターン例、(b)設計パターン通りに木板にレーザーを照射し、炭化加工を行う

 既存の類似手法では、フェムト秒(fs)レーザー加工機によるラスタスキャン方式(主に彫刻に用いられる方式)のレーザーを用いてグラフェンを生成し、これを利用した電子回路を作成していた。

 しかし、fsレーザー加工機の価格は1台につき1000万円程度であり、ラスタスキャン方式では作業時間も長くなるため、一般ユーザーによる回路の作成が困難であった。今回は低価格で入手可能なCW(Continuous wave)レーザー加工機によるベクタスキャン方式(主に切断に用いられる方式)のレーザーを用いるため、回路作成に必要なコストと時間を低減でき、一般ユーザーがDIY感覚で炭による回路を作成できるようなった。

 一般的なベクタスキャニングによるレーザー切断を使用すると、木は焼けて切断されてしまう。木を切断せずに焦がして炭にするには、適度な温度の熱を繰り返し与える必要がある。

 研究チームはレーザー加工機のステージを下げ焦点をぼかす方法を用いた。また、レーザー加工機のパワーを通常の切断時よりも低く、照射スピードを高速に設定し何度も照射(8〜15回)する方法を採用した。

 これにより、木を切断せず炭化させることができるようになった。この方法を用いることで、ラスタスキャン方式のfsレーザーを用いる既存の類似手法と比べて、回路の作成時間を1/600に短縮することができた。

 電子回路の他、タッチセンサーや荷重センサー、回転角センサーなど、さまざまなセンサーも実装できた。これらのセンサーや回路は、DIYの木工でよく使われる金属製のネジやくぎを使って、一般的なPCBやマイコンなどの電子部品と簡単に接続できる。

 応用例として、卓上ライトやエアコンなどの家電を制御する壁掛けボード、長時間の静的な着座を検知する椅子、スマートスピーカーの音量調整が可能なダイヤル式コントローラー、開けるとLEDが点灯する木箱などの試作が行われている。

35 ::2022/02/28(月) 10:32:47.82 ID:ZyL363dl0.net

はげたら鉛筆で塗るんだろな

41 ::2022/02/28(月) 10:39:30.13 ID:bEgO/N4i0.net

>>35
紙に書いたら回路になるペン使うんじゃね?

88 ::2022/02/28(月) 11:47:07.79 ID:5L5Gxo+T0.net

>>41
それ!いいなぁ。

120 ::2022/02/28(月) 14:42:07.40 ID:MZJDvZyi0.net

>>35
ハゲは関係ないだろ!!

1 ::2022/02/28(月) 10:11:07.05 ID:8MqvcAcC0●.net ?PLT(21500)

レーザーで木を焦がして作る「炭の電子回路」 お茶大などが開発

https://news.yahoo.co.jp/articles/b02e2be4542f9557da7c330fb64d16946197e849

(a)炭の部分をタッチすると照明の明るさや色の調整ができる、(b)炭の部分をスライドするとエアコンの温度調整ができる

 お茶の水女子大学と東京工科大学、ヤフー、東京大学による研究チームが開発した「CircWood: Laser Printed Circuit Boards and Sensors for Affordable DIY Woodworking」は、レーザー加工機で木材にレーザーを照射し、一部を炭にすることで木材表面に直接電子回路を作成する手法だ。炭化部分は、一般的なプリント基板(PCB)の配線と同様に電気が流れる配線として機能する。

【画像】(a)配線の設計パターン例、(b)設計パターン通りに木板にレーザーを照射し、炭化加工を行う

 既存の類似手法では、フェムト秒(fs)レーザー加工機によるラスタスキャン方式(主に彫刻に用いられる方式)のレーザーを用いてグラフェンを生成し、これを利用した電子回路を作成していた。

 しかし、fsレーザー加工機の価格は1台につき1000万円程度であり、ラスタスキャン方式では作業時間も長くなるため、一般ユーザーによる回路の作成が困難であった。今回は低価格で入手可能なCW(Continuous wave)レーザー加工機によるベクタスキャン方式(主に切断に用いられる方式)のレーザーを用いるため、回路作成に必要なコストと時間を低減でき、一般ユーザーがDIY感覚で炭による回路を作成できるようなった。

 一般的なベクタスキャニングによるレーザー切断を使用すると、木は焼けて切断されてしまう。木を切断せずに焦がして炭にするには、適度な温度の熱を繰り返し与える必要がある。

 研究チームはレーザー加工機のステージを下げ焦点をぼかす方法を用いた。また、レーザー加工機のパワーを通常の切断時よりも低く、照射スピードを高速に設定し何度も照射(8〜15回)する方法を採用した。

 これにより、木を切断せず炭化させることができるようになった。この方法を用いることで、ラスタスキャン方式のfsレーザーを用いる既存の類似手法と比べて、回路の作成時間を1/600に短縮することができた。

 電子回路の他、タッチセンサーや荷重センサー、回転角センサーなど、さまざまなセンサーも実装できた。これらのセンサーや回路は、DIYの木工でよく使われる金属製のネジやくぎを使って、一般的なPCBやマイコンなどの電子部品と簡単に接続できる。

 応用例として、卓上ライトやエアコンなどの家電を制御する壁掛けボード、長時間の静的な着座を検知する椅子、スマートスピーカーの音量調整が可能なダイヤル式コントローラー、開けるとLEDが点灯する木箱などの試作が行われている。

85 ::2022/02/28(月) 11:46:10.72 ID:5L5Gxo+T0.net

>>1
耐久性がなあ。
でも使い方次第で捗りそう

138 ::2022/02/28(月) 18:16:40.02 ID:QK0t4/wA0.net

>>1
電気料金

16 ::2022/02/28(月) 10:20:21.25 ID:bfLmKbeJ0.net

カーボンで導体だっけ?

19 ::2022/02/28(月) 10:22:18.25 ID:9JqOm69a0.net

>>16
鉛筆の芯も電気通すしな

118 ::2022/02/28(月) 14:40:02.35 ID:cKCfO4dU0.net

>>16
半導体だけど電子回路には使われてない

58 ::2022/02/28(月) 11:18:25.68 ID:Dw9C8d+00.net

お前ら騙されてるだろ
木を焼いた部分は単なる導体として使ってるだけ
いわゆる電子回路といえる頭脳の部分は既存の半導体組み込んだ基盤使ってる

62 ::2022/02/28(月) 11:21:05.94 ID:aof5fcb/0.net

>>58
フィジカルインタフェイスが木材なのが肝なんだろ
既存のスイッチなんかの代わりに木材へレーザー彫刻で回路書ける

104 ::2022/02/28(月) 12:36:53.39 ID:mtBZZHRG0.net

>>62
スイッチングデバイスが木材で作れるならマジで電子回路作れるやん
やったー

139 ::2022/02/28(月) 18:21:32.93 ID:y5/8mI210.net

>>104
木材でスイッチング自体は出来ないんじゃないかな
これ見た感じArduinoのアナログに静電容量のタッチセンサー付いてるだけだ
スイッチングするのはあくまでマイコン本体
木材の炭素化した部分は人体と接触しRCローパスフィルタ回路が生成されるだけなんじゃ

14 ::2022/02/28(月) 10:18:14.52 ID:3yMD7rLh0.net

学研の付録みたい

64 ::2022/02/28(月) 11:22:02.50 ID:k5WNzRgT0.net

>>14
まだかな まだかなぁ‾♪

142 ::2022/02/28(月) 19:13:27.34 ID:5vS7xcgl0.net

劣化早くて意味ねーだろ

145 ::2022/02/28(月) 19:18:11.04 ID:W6u3tygj0.net

>>142
小学校の学習教材として使えるんじゃない?
安く大量に作れるから

18 ::2022/02/28(月) 10:20:46.85 ID:z1ekDHov0.net

>>2
原材料が日本で揃う

25 ::2022/02/28(月) 10:25:38.58 ID:ANC0Cw1/0.net

>>18
対急性に難があるだろ

23 ::2022/02/28(月) 10:25:07.77 ID:pKbZVVBz0.net

木に電気通して稲妻みたいに焼いて色付いたエポキシ流して作るテーブルいいよね

74 ::2022/02/28(月) 11:29:52.33 ID:EGyhvyu30.net

>>23
フラクタルバーニングとか言って電気流して不規則な焦げを作るやつな
ろくろで壺を挽いてバーニングで絵付けをする
木の枝みたいな模様が出る

42 ::2022/02/28(月) 10:40:49.46 ID:e/E91e+n0.net

木村なのにって読んでしまった

114 ::2022/02/28(月) 13:38:48.01 ID:P9OM/xU30.net

>>42
同志よ

77 ::2022/02/28(月) 11:31:20.84 ID:WTC1O1bo0.net

原型はエジソンの電球じゃないのか?

100 ::2022/02/28(月) 12:24:51.03 ID:mDxg57vs0.net

>>77
エジソンの電球?
ああ、特許買ってきたあれねw

102 ::2022/02/28(月) 12:27:54.18 ID:0pjzbZbD0.net

半導体いらんの?

105 ::2022/02/28(月) 12:41:37.98 ID:OCDksn440.net

>>2
無いな、難燃や絶縁が必要だから紙フェノール止めたのに
昭和に逆戻りだよ

106 ::2022/02/28(月) 12:42:35.53 ID:xe3p3VdV0.net

伝導率悪すぎるだろ

107 ::2022/02/28(月) 12:44:44.86 ID:au1h3htm0.net

レーザープリンターでA4紙に電気回路を印刷しても通電するのでは?

108 ::2022/02/28(月) 12:45:08.53 ID:zFlkuWOE0.net

こんなわけわからんもん開発して喜んでるなんて、もうおわりだろしあ

109 ::2022/02/28(月) 12:46:47.21 ID:p1BTt4fD0.net

エポキシのような寸法変化の少ない木材を
まず開発しないとな

110 ::2022/02/28(月) 12:48:02.44 ID:b2ceZPMt0.net

磁場下でなんか作ろうと思ったら使えるんじゃないの?

111 ::2022/02/28(月) 13:10:46.22 ID:XdT/qISK0.net

必要性や発展性がどこにあるのか分からない

112 ::2022/02/28(月) 13:34:02.63 ID:7ji7rP6e0.net

まあこれが実際に建築物に採用されることはまずないだろうな。
これでないと実現できない新機能でもあれば別だけどさ。

経年劣化による特性の変化とか、地震とかで断線したりしないかとか、
シロアリ被害はとか、信頼性の面での不安要素が多すぎる。

技術的に実現可能でも、誰もやろうとしないのは理由があるってこと。

115 ::2022/02/28(月) 13:44:45.10 ID:P788i6if0.net

この技術から進化して入れ墨で電気回路を作れるようになる
人間コンピュータの誕生だ

116 ::2022/02/28(月) 13:56:11.93 ID:47+4kCGP0.net

過電流で火災まである

117 ::2022/02/28(月) 14:15:15.92 ID:p3RG0YMO0.net

漆塗りの蒔絵にしてほしいよね

121 ::2022/02/28(月) 14:43:24.82 ID:YekPkT5V0.net

木材外でも焦がせばできるよな?

122 ::2022/02/28(月) 14:44:16.77 ID:W731FxOz0.net

抵抗大きすぎて汎用性ない

123 ::2022/02/28(月) 14:44:29.53 ID:H+/32u3K0.net

熱で燃えないのか?

124 ::2022/02/28(月) 14:47:59.66 ID:W731FxOz0.net

ナスDが単一電池にワニ口クリップを繋いで先端にシャーペンの芯を挟んだ点火道具を作ってたぞ

125 ::2022/02/28(月) 14:52:43.34 ID:xy5Ml/oY0.net

有機ELだって印刷方式が出来たんだし、今後は電子回路や半導体・CPUでさえも印刷方式が出来てくるんじゃ無いのかな?。

現地で電源と印刷する物さえ用意出来れば、ネットで全部送られて来る未来。

126 ::2022/02/28(月) 14:54:53.98 ID:msau5TmA0.net

これは面白いな

燃えないかが心配だが

127 ::2022/02/28(月) 15:10:54.62 ID:qWLSRNpH0.net

木のリモコンとか出来るのかな?

128 ::2022/02/28(月) 15:30:47.58 ID:17zurjSF0.net

木材が木村に見えた
老眼切ない

129 ::2022/02/28(月) 15:46:08.04 ID:KeEu4E680.net

隅におけぬ奴よのう

130 ::2022/02/28(月) 16:11:18.15 ID:yXD6kz6R0.net

ガラスにCPUってのがあったな

131 ::2022/02/28(月) 16:16:18.19 ID:Ca4cc6ma0.net

エジソンがとっくにやってるだろ

132 ::2022/02/28(月) 16:20:16.72 ID:EfRyPec+0.net

ダイソー頑張れ

133 ::2022/02/28(月) 17:13:02.38 ID:Fa97p8710.net

AMDのcpuに鉛筆で線書いて去勢解除するやつあったような…

135 ::2022/02/28(月) 18:11:20.25 ID:NUkzNP6q0.net

こういう技術の無駄遣いに情熱をかけるのが日本人

136 ::2022/02/28(月) 18:13:15.91 ID:M5pFTouO0.net

コーヒー大とか白湯大は何やってんの?

137 ::2022/02/28(月) 18:15:04.41 ID:HGGb8Z7o0.net

風呂上がりに触ったら死ぬんじゃないか?

141 ::2022/02/28(月) 19:12:04.92 ID:y5/8mI210.net

>>140
適切に行えば可能じゃないかなー
できない理由はないし
この話のミソはなんの化学薬品も使わずにレーザー彫刻機があれば
特別なスキルがなくとも誰でも作れて量産できるって部分では
そういった技術はすぐに民間レベルで広がり応用製品が出回る

143 ::2022/02/28(月) 19:14:21.13 ID:vUOcIvt70.net

999に出て来る森木豊さんの
ブライヤ製(木製)の機械の体の謎がやっと解けたな

144 ::2022/02/28(月) 19:16:48.40 ID:fdeAb9mF0.net

絶縁性能や耐ノイズ性も気になるわ
金属も樹脂も使わないんだろ?

146 ::2022/02/28(月) 19:21:03.86 ID:2+09My2v0.net

>>145
ユニバーサルボードじゃいかんのか

147 ::2022/02/28(月) 19:31:10.56 ID:xW554KNN0.net

>>2
Emp対策じゃね?

148 ::2022/02/28(月) 19:59:28.13 ID:gn9Rjr1p0.net

高性能誘導機雷を始末する掃海艇なんかの設備に使えないかな。
あと、森林なんかでの作戦でかなり便利そう

149 ::2022/02/28(月) 20:17:56.24 ID:1W//KrMe0.net

炭素じゃ導電性わるいやん
導電体は銅と決まってる

151 ::2022/02/28(月) 21:47:49.39 ID:BKArYeK10.net

で、燃えて終わりだな

152 ::2022/02/28(月) 21:51:07.51 ID:p2O+7Nm10.net

火事が心配

154 ::2022/02/28(月) 22:13:08.88 ID:FJkqtyYg0.net

ハイインピーダンスだな

155 ::2022/02/28(月) 22:13:36.32 ID:mIAGE4zz0.net

>>153
バナナで釘を打つ、みたいな
「おお、これからはトンカチがなくてもバナナさえあればいいのか」みたいな話じゃない、みたいな。

156 ::2022/02/28(月) 23:01:22.17 ID:epi6qRTr0.net

で、熱もって火事になるまでがワンセットなんだろ。

157 ::2022/03/03(木) 06:50:55.87 ID:3s/E4qjM0.net

>>2
脱臭効果あるじゃん!

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