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3D打印柔性电子器件

3D打印柔性电子器件

供稿人:冯帆、贺健康   发布日期:2018-01-12
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随着可穿戴设备、机器人和生物医学装置的快速发展,柔性电子设备的制造逐渐成为新的研究热点。利用3D打印技术,可以快速实现柔性电子电路和设备的制造。日前来自哈佛大学的研究团队提出了一种混合3D打印的方法,将直写技术和拾取/放置(Pick-and-Place)技术集成在一个制造平台上,实现了在同一平台上的电路制造和电子元件组装的功能。

图1所示是3D打印柔性器件的示意图。绝缘矩阵和导电墨水可以在指定的基底上根据设计图案被精准打印出来;电子器件通过对空针头施加适度的真空被吸取并被放置在指定位置,再通过导电墨水将器件和电路连接完成了柔性电子设备的制造。

图1 混合3D打印平台制造柔性电子设备

研究人员所采用的打印墨水是热塑性的TPU,这种材料具有良好生物相容性和可伸展性;另一种导电材料是通过在TPU中加入银而制得的AgTPU墨水。研究人员利用这种方法制造出了可穿戴设备,如图3所示的是一种可以根据肢体的收缩和伸展动作拉紧力传感器;图4所示的是一种脚底传感器,可以用来测量脚底压力。

图2 直接打印的AgTPU墨水
图3 拉紧力传感器
图4 足底传感器

参考文献:

  1. Valentine A D, Busbee T A, Boley J W, et al. Hybrid 3D Printing of Soft Electronics.[J]. Advanced Materials, 2017:1703817.