加拿大一大学,研发出兼具导电和灵活特性的新3D打印材料,可耐弯折3000次-金属3D打印工厂

加拿大一大学,研发出兼具导电和灵活特性的新3D打印材料,可耐弯折3000次-金属3D打印工厂插图

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     导读,近几年,随着材料和科技的进步,如石墨烯和纳米技术,因此诞生了许多,可用于柔性可穿戴设备的材料和技术。目前,3D打印技术,也在该领域高速发展,并且具有特殊的技术优势。多功能柔性可穿戴电子器件可以丰富我们的生活,如个人健康管理、药物输送、运动检测和电子皮肤等领域。在实际使用中,可穿戴柔性设备面临诸多挑战。因此,开发新型高灵敏多功能可穿戴电子器件尤为重要。

加拿大一大学,研发出兼具导电和灵活特性的新3D打印材料,可耐弯折3000次

△柔性可穿戴多功电子器件,对于信息化的发展非常重要      2022年7月13日,不列颠哥伦比亚大学(UBCO)的一组科研人员,采用MXene和导电聚合物材料,已制造出具有双重用途的高灵敏度可穿戴设备。他们表示,已经挖掘出兼具导电性和灵活性的先进材料。

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△他们使用3D打印机,创建可集成到服装和设备中的小型高精度运动传感器

团队利用高分辨率挤压3D打印技术,已开发出小型和轻型设备,这些设备既可作为电磁干扰(EMI)屏蔽,又可作为身体运动传感器。研究人员说,电磁干扰防护装置可以在医疗保健、航空航天汽车行业得到应用。

MXene材料是一类具有二维层状结构的金属碳化物和金属氮化物材料,其外形类似于片片相叠的薯片。MXene材料的化学式为Mn+1AXn, 其中(n = 1C3),M代表早期过渡金属,比如Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr或者Mo;A通常代表第三主族和第四主族化学元素;X代表C或N元素。

这些可以集成到服装和设备中的设备,是用由MXene、二维无机纳米材料和导电聚合物组成的导电墨水制成的。

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△该结构同时拥有卓越的导电性和灵活性(导电性为1600±400S/cm,可以承受3000次弯曲循环)

UBCO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Mohammad Arjmand表示,MXene是一种智能碳材料,与它的表亲石墨烯一样,它具有很强地特性组合,它既具有高导电性又具有柔韧性。

他在一份新闻声明中说,当用于导电油墨时,它是制造新型可穿戴设备的理想选择,这些设备正日益成为日常生活的一部分。“这些导电材料非常适用于3D打印工艺,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。”

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简化可穿戴制造

       事实上,从历史上看,通过传统制造方式制造可穿戴设备并不容易,既要满足此类设备的灵活、用户的个人需求,又要使其性能良好。Arjmand团队的学生说,目前功能材料的制造技术,大多局限于层压和简单的结构,无法集成监控技术。

另一方面,挤压3D打印提供了定制化、减少材料浪费和快速生产,同时为可穿戴和智能电子产品开辟了许多机会。”他在一份新闻声明中说:”随着挤压印刷技术的改进,它正在为更多创新打开大门。

   调整过程

      UBCO团队宣称,通过调整他们的打印工艺,使它既能满足高分辨率打印的需求,又能满足双用途设备所需的精确结构。该团结解释道:”这些打印出来的结构可以植入微裂缝,从而开发出高度敏感的传感器。它们结构中的微小裂缝被用来跟踪周围环境中的微小振动。这种振动可以用来监测许多人类活动,包括呼吸、面部运动、说话以及肌肉的收缩和放松。”

(责任编辑:admin)

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