高分辨率挤压打印的创建鈥攖hink 3D打印,但使用导电油墨鈥攈as使不列颠哥伦比亚大学(UBC)的研究人员能够探索可穿戴人体运动设备的潜力。他们的研究发表在《碳》杂志上。
可穿戴技术鈥攕martwatches、心脏监护仪、睡眠辅助设备,甚至步态计数器鈥攈已经成为日常生活的一部分。UBC Okanagan纳米材料和聚合物纳米复合材料实验室的研究人员已经制造出更小、更轻、更精确的传感器,可以集成到服装和设备中。
UBCO研究团队与德雷克塞尔大学和多伦多大学合作,正在探索一种高分辨率挤压打印方法,以开发具有双重功能的微型设备鈥攅电磁干扰(EMI)屏蔽和身体运动传感器。
UBC Okanagan工程学院高级材料和聚合物工程助理教授兼加拿大研究主席MohammadArjmand博士解释说,这些EMI屏蔽小巧轻便,可应用于医疗保健、航空航天和汽车行业。
Arjmand博士的团队使用一种称为MXene的二维无机纳米材料和一种导电聚合物,定制了一种具有多种特性的导电墨水,使其更容易适应可穿戴技术。
“提供导电性和灵活性的先进或智能材料非常受欢迎,”他说。“这些导电材料的挤压印刷将允许宏观规模的图案,这意味着我们可以生产不同的形状或几何形状,并且产品将具有出色的架构灵活性。”
博士生Ahmadreza Ghaffarkhah解释说,目前,这些功能材料的制造技术大多局限于层压和简单的结构,无法实现监测技术的集成。
Ghaffarkhah说:“这些印刷结构可以植入微裂纹,以开发出高灵敏度的传感器。它们结构中的微裂纹用于跟踪周围环境中的小振动。”。这些振动可以监测人类的多种活动,包括呼吸、面部运动、说话以及肌肉的收缩和放松
通过回到绘图板,UBCO研究人员能够解决挤压印刷遇到的一个重大挑战。以前,这项技术不允许有足够高的打印分辨率,因此很难制造出高精度的结构。
Arjmand博士解释道:“与传统制造技术相比,挤压印刷提供了定制、减少材料浪费和快速生产,同时为可穿戴和智能电子产品提供了众多机会。”。“随着挤压印刷技术的改进,它为许多独特的创新打开了大门。”
研究人员继续研究挤出印刷油墨的其他应用,这些应用超越了EMI屏蔽和可穿戴电子设备。