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3D打印可拉伸电子产品可能会在这里停留
2017-01-11
 

[3Ders网站201714日报道]  密苏里科技大学的研究人员正在扩大3D打印电子产品的能力,但这一次,我们的意思是字面上的。

最近 Micromachines”杂志在20171月发表的一项研究证实,可拉伸电子产品的新兴领域不再是科幻小说的东西。与迄今主导所有电子产品的刚性电路板相比,密苏里科技研究人员发现,细长或扭曲的电子元件(或“可拉伸”电子元件)正在不太遥远的地平线上等待着我们。让人不太惊讶的是,3D打印方法的灵感是这个令人兴奋的创新的中心。

弹性体是一种可以构建在聚合物表面上的导体类型,密苏里科技大学研究发现,可拉伸电子器件将很快成为车载系统、电子产品、医疗设备等领域的新的行业标准。作为当前电路板的潜在替代品,这些柔性导体可能会引领以前看不见的技术,例如用于监测心脏或大脑活动的粘附在衣服上的传感器。

这些发现的关键是称为弹性体的材料。具有极高弹性的柔性表面或基底,弹性体是能够维持反复扭转、拉伸和弯曲的有效成分,对其他性能几乎没有影响。

那就是3D打印的地方。在他们的论文“弹性可拉伸导体的材料、力学性能和图案技术”中,密苏里科技大学团队表示,制造商可以在弹性体表面上3D打印非常薄的导电材料,以生产可拉伸的电子产品。

3D打印也可能是克服当前可伸缩电子开发者面临的挑战的有价值方法。机械和航空航天工程助理教授Heng Pan博士解释,现在我们仍然试图解决柔性弹性体基座和更刚性电子导体之间的“不匹配”问题。

Pan和他的密苏里科技大学团队写道:“独特的设计和拉伸力学性能已经被提出来协调不匹配和集成具有广泛不同性质的材料作为一个独特的系统。”

“随着增材制造的发展,直写技术作为传统削减图案方法的替代正在出现。

増材制造方法将证明比目前主导当今半导体制造的减法制造方法(例如光刻法)更经济。

考虑到这一点,Pan博士的团队已开始测试一种称为“直接气溶胶打印”的新方法。独特的方法包括喷涂,然后将导电材料与可拉伸基底集成,创造可直接放置在人体皮肤上的传感器。

该论文解释说,“随着设备复杂性和分辨率的增加,对图案化技术的更高要求是可以预期的。 作为増材制造方法的直接打印将满足这些要求,并且在原型和制造都提供低成本和高速度。 它可能会成为可伸缩电子产品的成本效益和可扩展制造的一种解决方案。”

密苏里科技大学团队承认,在可拉伸电子产品变得普及之前必须解决一些其他挑战,包括延长寿命和可延展电池的开发。

不过,Pan博士和他的同事们相信,可伸缩电子产品代表了一个可以实现的行业发展 - 这可能会延续到未来很长一段时间。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所 宋文文)

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