兼具导电和灵活特性的新3D打印材料，可耐弯折3000次

魔猴君  行业资讯   674天前

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。

△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。

△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、航空航天和汽车行业得到应用。

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 = 1–3)，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。

△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。”

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。”

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