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兼具導(dǎo)電和靈活特性的新3D打印材料,可耐彎折3000次

魔猴君  行業(yè)資訊   832天前

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導(dǎo)讀,近幾年,隨著材料和科技的進(jìn)步,如石墨烯和納米技術(shù),因此誕生了許多,可用于柔性可穿戴設(shè)備的材料和技術(shù)。目前,3D打印技術(shù),也在該領(lǐng)域高速發(fā)展,并且具有特殊的技術(shù)優(yōu)勢。多功能柔性可穿戴電子器件可以豐富我們的生活,如個人健康管理、藥物輸送、運(yùn)動檢測和電子皮膚等領(lǐng)域。在實(shí)際使用中,可穿戴柔性設(shè)備面臨諸多挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)新型高靈敏多功能可穿戴電子器件尤為重要。

△柔性可穿戴多功電子器件,對于信息化的發(fā)展非常重要

2022713日,不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBCO)的一組科研人員,采用MXene和導(dǎo)電聚合物材料,已制造出具有雙重用途的高靈敏度可穿戴設(shè)備。他們表示,已經(jīng)挖掘出兼具導(dǎo)電性和靈活性的先進(jìn)材料。

△他們使用3D打印機(jī),創(chuàng)建可集成到服裝和設(shè)備中的小型高精度運(yùn)動傳感器

團(tuán)隊(duì)利用高分辨率擠壓3D打印技術(shù),已開發(fā)出小型和輕型設(shè)備,這些設(shè)備既可作為電磁干擾(EMI)屏蔽,又可作為身體運(yùn)動傳感器。研究人員說,電磁干擾防護(hù)裝置可以在醫(yī)療保健、航空航天和汽車行業(yè)得到應(yīng)用。

MXene材料是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物和金屬氮化物材料,其外形類似于片片相疊的薯片。MXene材料的化學(xué)式為Mn+1AXn, 其中(n = 13),M代表早期過渡金屬,比如Sc、Ti、Zr、V、NbCr或者Mo;A通常代表第三主族和第四主族化學(xué)元素;X代表CN元素。

這些可以集成到服裝和設(shè)備中的設(shè)備,是用由MXene、二維無機(jī)納米材料和導(dǎo)電聚合物組成的導(dǎo)電墨水制成的。

△該結(jié)構(gòu)同時擁有卓越的導(dǎo)電性和靈活性(導(dǎo)電性為1600±400S/cm,可以承受3000次彎曲循環(huán))

UBCO工程學(xué)院高級材料和聚合物工程助理教授,兼加拿大研究主席Mohammad Arjmand表示,MXene是一種智能碳材料,與它的表親石墨烯一樣,它具有很強(qiáng)地特性組合,它既具有高導(dǎo)電性又具有柔韌性。

他在一份新聞聲明中說,當(dāng)用于導(dǎo)電油墨時,它是制造新型可穿戴設(shè)備的理想選擇,這些設(shè)備正日益成為日常生活的一部分。“這些導(dǎo)電材料非常適用于3D打印工藝,這意味著我們可以生產(chǎn)不同的形狀或幾何形狀,并且產(chǎn)品將具有出色的架構(gòu)靈活性。”


簡化可穿戴制造

事實(shí)上,從歷史上看,通過傳統(tǒng)制造方式制造可穿戴設(shè)備并不容易,既要滿足此類設(shè)備的靈活、用戶的個人需求,又要使其性能良好。Arjmand團(tuán)隊(duì)的學(xué)生說,目前功能材料的制造技術(shù),大多局限于層壓和簡單的結(jié)構(gòu),無法集成監(jiān)控技術(shù)。

另一方面,擠壓3D打印提供了定制化、減少材料浪費(fèi)和快速生產(chǎn),同時為可穿戴和智能電子產(chǎn)品開辟了許多機(jī)會。"他在一份新聞聲明中說:"隨著擠壓印刷技術(shù)的改進(jìn),它正在為更多創(chuàng)新打開大門。

調(diào)整過程

UBCO團(tuán)隊(duì)宣稱,通過調(diào)整他們的打印工藝,使它既能滿足高分辨率打印的需求,又能滿足雙用途設(shè)備所需的精確結(jié)構(gòu)。該團(tuán)結(jié)解釋道:"這些打印出來的結(jié)構(gòu)可以植入微裂縫,從而開發(fā)出高度敏感的傳感器。它們結(jié)構(gòu)中的微小裂縫被用來跟蹤周圍環(huán)境中的微小振動。這種振動可以用來監(jiān)測許多人類活動,包括呼吸、面部運(yùn)動、說話以及肌肉的收縮和放松?!?/span>



來源:https://www.3ddayin.net/3ddayincailiao/qitacailiao/42773.html

   
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