返回3D打印前沿:自供电可穿戴设备

当大多数人想到可穿戴设备时，他们会想到智能手表、智能眼镜，甚至智能服装。这些设备是快速增长市场的一部分，有两个共同点：它们都需要外部电源，而且都需要严格的制造流程。

直到现在圣母大学航空航天与机械工程副教授张延良和博士生杜一普发明了一种创新的混合打印方法，将多材料气溶胶喷射打印和挤出打印相结合，将功能材料和结构材料整合到单一的流线型打印平台中。

张和杜与普渡大学的一个团队合作，由吴文卓教授领导，还开发了一种全印压电(自供电)可穿戴设备。

该团队使用其新的混合打印工艺，展示了可拉伸的压电传感器，符合人体皮肤，集成了纳米线压电材料、银纳米线电极和硅胶薄膜。然后，团队打印的设备连接到人的手腕上，准确检测手势，并连接到个人的颈部，检测个人的心跳。两个设备都未使用外部电源。

压电材料是制造可穿戴电子元件和传感器时最有前途的材料，因为它们产生自己的电荷来自施加的机械应力，而不是来自电源。

然而，打印压电设备是具有挑战性的，因为它往往需要高电场的孔隙和高烧结温度。这增加了打印过程的时间和成本，并且在传感器集成过程中可能对周围的材料有害。

"我们新的混合打印方法的最大优势是能够将广泛的功能和结构材料集成到一个平台中，"张说。

这简化了流程，减少了制造设备所需的时间和精力，同时确保了打印设备的性能。

张说，对设计至关重要的是具有压电特性的纳米结构材料，无需孔隙或烧结，以及高度可拉伸的银纳米线电极，这些电极对于连接到运动身体的可穿戴设备非常重要。

"我们很高兴看到印刷电子产品和可穿戴设备将因这种非常多才多艺的印刷工艺而为各种机会打开大门，"张说。