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清华大学在传统织物上直接打印柔性电子纤维

2019-03-28TBS信息中心

    在衣物上集成电子器件是可穿戴设备的一种理想形态,然而构成电子设备的电池组、硬质电路等会极大地降低衣物穿着的舒适度。基于此,清华大学研究人员提出了一种简单的方法:在传统织物上直接打印柔性电子纤维。他们通过将自行设计的同轴喷丝头集成到3D打印机上,在织物上实现了功能性皮芯结构纤维的直接打印,并且可灵活制作出各种个性化功能图案。通过这些智能图案,还能进行能量收集和存储。相关论文3月28日发表于《物质》杂志。

  清华大学化学系张莹莹团队利用碳纳米管溶液用于制作纤维导电芯层,并利用蚕丝蛋白溶液用于制作纤维介电皮层。蚕丝蛋白和碳纳米管墨水通过注射泵连接在装有同轴喷丝头的3D打印机上。两种打印墨水同时被挤出,并直接在织物基底上形成皮芯结构纤维构成的各种个性化定制图案。

  该打印方法在制备电子纤维的同时完成了其在织物上的集成,极大地提高了电子织物的生产效率。该技术可通过选择多种墨水组合,将不同的功能单元一次性集成在织物中,为穿戴电子的集成提供了便捷、可规模化的途径。不过,这种方法打印的分辨率受限于3D打印机的机械移动精度和喷嘴的尺寸。

  研究人员表示,未来还可以在3D打印机上加装多轴喷丝头或者具有其他新功能的喷丝头,从而为3D打印结构带来更加灵活丰富的组分搭配和结构设计,实现多功能电子织物的高效制备。

  相关论文信息:

  DOI: dx.doi.org/10.1016/j.matt.2019.02.003

  《中国科学报》(2019-03-28第4版综合)


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