将电子科技的成果结合到人的生命功能上，将电子设备植入人体是一件非常富有想象力的事情，特别是获得活动的生命数据，从生命科学的角度来讲这可以大大弥补基于尸体解剖学的现代医学的不足。给人体植入芯片已经不是什么新鲜事，在2002年，英国雷丁大学的科学家凯文•沃里克教授就让外科医生将一枚硅芯片和一百个电极植入了自己的左前臂，成为世界上首个“电子人”。

可植入的电子产品要真正发挥作用，电路板必须要足够柔韧，可以在人体里变形和移动如果这种技术被证明很可靠，我们将能在更小的身体组织中植入更多的传感器。

现在日本东京大学教授染谷隆夫率领的研究小组已经开发出这种基于柔性材料的新型传感器，这种有机晶体管厚度为1μm、半径10μm ，它能够在被称为聚轮烷（Polyrotaxane）的环动凝胶中，通过对聚乙烯醇（polyvinyl alcohol）进行均一分散，创造出对人体皮肤没有伤害、具有黏着性、通过光合成的最新素材。这款新型凝胶因为具有粘稠性，所以能很好的维持与保有湿度的生命组织的接触，即使生命体在进行活动，也不会出现电极脱落的问题。在小鼠的心脏表面以及人体皮肤上，都能够进行准确的数据测量。这将创造出体内传感监测的新范式，可以监测血压、心率、病情进展等健康数据。

目前开发出的这种基于柔性材料的新型传感器，只需要将其印刷到衣服布料上，或者象创可贴一样贴在身上，就能够测量手臂的运动状况，即使内部的配线出现伸缩，也照样能够工作。这种传感器还有望用于测量心搏数和体温等，用途非常广泛。根据刊登在英国《自然•通讯》杂志上的论文，这种新型传感器是通过肌肉运动时产生的微弱电信号来观测手臂的运动状况。在实验过程中，确认其能够掌握用力握手和张开手时电信号的不同。

此前，虽然也有一些材料能够用于在布料上制作配线，但是伸缩性很低，而新型传感器内部的配线部分使用了新开发的伸缩材料，它配合了银粒子、橡胶材料和表面活性剂等，即使被拉长到三倍，也不会断线，照样能够让电通过。研究小组指出，将这种新型传感器印刷到衣服布料上以后，只要穿上衣服，就可以掌握运动情形以及心搏数、血压等健康状况，今后，研究小组还准备实现通过无线手段，将这些信息传输到智能手机上。

据报道染谷隆夫研究组开发的是厚度仅为1～2μm的轻量有机晶体管和有机太阳能电池等器件。这些器件的最小弯曲半径只有数μm～数十μm，即使揉成一团也不会影响功能。据称这种极薄、超轻、伸缩自如的电子电路最适合贴在身体表面获取人体信号的用途。原因是其具有良好的形状随动性，能够稳定读取人体信息。但人体发出的信号都很微弱，为了稳定读取信号，必须配备信号放大电路（放大器）。通常使用的是由有机材料制成的放大器（有机放大器），但是，与硅电路相比，有机放大器的晶体管因特性不均而容易产生问题。为此，染谷等人开发出了使用浮动栅极结构调整晶体管的阈值电压，抑制有机放大器特性不均的技术。有机放大器的工作速度虽然不及硅放大器，但人体信号的频率约为1～200Hz，完全可以满足需要。染谷隆夫教授瞄准的目标不仅仅是贴在人体表面的用途，他表示，有机器件“还可进入皮肤内侧”，也就是应用于植入式器件。面向这种应用，染谷作了用与生物体适应性强的凝胶材料覆盖有机器件等改进。现在已经开始实施动物植入实验，已证实了可从大鼠的心脏获取生物数据。“因为器件非常薄，所以不会干扰动物（脏器等）的活动。这些特点已开始在医疗现场获得高度评价”。染谷隆夫这项 “大面积传感阵列”技术被美国《时代》杂志作为2005最佳发明而重点报道。染谷隆夫已经成为二十一世纪以来“柔性电子”的主要领军人物，在柔性电子领域的理论和实践中皆作出了突出贡献。

在此基础上，日本东京大学研究生院工学系研究科特聘助教横田知之和教授染谷隆夫的研究小组开发出了可使用印刷工艺制造的“柔性体温计”。此次开发出的柔性体温计是利用印刷工艺在薄膜基板上制成的。厚度仅大约15μm，柔软可弯曲。灵敏度高达0.02℃，响应速度也高达100ms。实验证实即使反复测量接近2000次，也不会失去再现性。传感器中尚未集成电源电路和读取电路，不过如果使用研发小组以前开发的技术，原理上可以集成电源电路和读取电路。今后，研究小组将进一步减小厚度，提高可反复测量的次数，争取3年内实现商品化。这项应用技术有以下特点：

　　超薄轻量、不易损坏

　 作为用来实现柔性温度传感器的材料，随着温度升高、电阻增大的“聚合物PTC(Positive Temperature Coefficient：正温度系数)”备受关注。不过，使用聚合物PTC，尚未实现响应温度在体温附近、可利用印刷工艺制造的温度传感器。

　此次在合成聚合物PTC时，采用改变两种单体混合比例的方法，使得响应温度可在体温附近调整。具体就是，通过改变丙烯酸十八酯和丙烯酸丁酯这两种单体的混合比例，使响应温度可在25～50℃自由调整。原来调整聚合物PTC响应温度的方法是改变分子量，因此响应温度的控制性低。

　　作为导电性物质添加了石墨。在体温附近，温度上升时，聚合物PTC膨胀，石墨颗粒间的物理距离变大，电阻升高。对于5℃的温度变化，电阻会有5～6个数量级的改变。由于变化较大，因此不用复杂的读取电路即可。

　可检测温度分布

　　研究小组将此次开发的温度传感器贴在老鼠的肺表面，测量了伴随呼吸运动的温度变化。结果发现，尽管外界气温(25℃)与体温(37℃)差距很大，老鼠的肺在呼气和吸气时的温度差却只有大约0.1℃。实验表明：恒温动物可精准地保持恒定体温。

　　研究小组还制作出了利用印刷工艺集成了有机晶体管有源矩阵的12点×12点的多点温度计。并实时测量了表面温度的分布。

　　监测婴儿和术后患处

　　柔性体温计的设想用途是监测婴儿体温以便及早发现身体异常、贴在手术后的患处监测炎症导致的发热、还可以用于测量运动中衣服内侧的体温，以便开发功能性运动服等。

　此次成果是在日本科学技术振兴机构(JST)战略性创造研究推进业务统括实施型研究(ERATO)“染谷人体亲和电子项目”中，通过与美国德克萨斯大学达拉斯分校教授WalterVoit的研究小组合作研究获得的。论文已于美国时间2015年11月9日发表在美国科学杂志《美国科学院院刊》(PNAS)”的在线速报版上。论文题目是“Ultraflexible,large-area,physiological temperature sensors for multipoint measurements”(用于多点测量的超薄大面积生理温度传感器)。