兼具導電和靈活特性的新3D打印材料，可耐彎折3000次

魔猴君  行業資訊   995天前

導讀，近幾年，隨著材料和科技的進步，如石墨烯和納米技術，因此誕生了許多，可用于柔性可穿戴設備的材料和技術。目前，3D打印技術，也在該領域高速發展，并且具有特殊的技術優勢。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、運動檢測和電子皮膚等領域。在實際使用中，可穿戴柔性設備面臨諸多挑戰。因此，開發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，對于信息化的發展非常重要

2022年7月13日，不列顛哥倫比亞大學（UBCO）的一組科研人員，采用MXene和導電聚合物材料，已制造出具有雙重用途的高靈敏度可穿戴設備。他們表示，已經挖掘出兼具導電性和靈活性的先進材料。

△他們使用3D打印機，創建可集成到服裝和設備中的小型高精度運動傳感器

團隊利用高分辨率擠壓3D打印技術，已開發出小型和輕型設備，這些設備既可作為電磁干擾（EMI）屏蔽，又可作為身體運動傳感器。研究人員說，電磁干擾防護裝置可以在醫療保健、航空航天和汽車行業得到應用。

MXene材料是一類具有二維層狀結構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材料的化學式為Mn+1AXn, 其中(n = 1–3)，M代表早期過渡金屬，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學元素；X代表C或N元素。

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

△該結構同時擁有卓越的導電性和靈活性（導電性為1600±400S/cm，可以承受3000次彎曲循環）

UBCO工程學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，它具有很強地特性組合，它既具有高導電性又具有柔韌性。

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

簡化可穿戴制造

事實上，從歷史上看，通過傳統制造方式制造可穿戴設備并不容易，既要滿足此類設備的靈活、用戶的個人需求，又要使其性能良好。Arjmand團隊的學生說，目前功能材料的制造技術，大多局限于層壓和簡單的結構，無法集成監控技術。

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

調整過程

UBCO團隊宣稱，通過調整他們的打印工藝，使它既能滿足高分辨率打印的需求，又能滿足雙用途設備所需的精確結構。該團結解釋道："這些打印出來的結構可以植入微裂縫，從而開發出高度敏感的傳感器。它們結構中的微小裂縫被用來跟蹤周圍環境中的微小振動。這種振動可以用來監測許多人類活動，包括呼吸、面部運動、說話以及肌肉的收縮和放松?！?/span>

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