供稿人:孙畅宁，王玲 发布日期：2018-03-25
柔性电子元件（Flexible Electronic Devices）通常由有机聚合物制造，与传统的电子器件相比，柔性电子元件在原始状态和大变形情况下都能够维持其电气连续性。这种柔性电子元件不仅能够与人体皮肤柔软地接触，因而能够在可穿戴设备中实现对人体健康情况的监测。
传统的柔性电子元件制造方式主要有两种，一种是在平面上对功能材料进行架构，例如通过涂层沉积和光刻，对导电材料、半导体或聚合物材料进行印刷；另一种是采用对柔性聚合物，例如具有半导体或导电性质的有机共轭聚合物。但是，由于电子元件制造方法的限制，大多数柔性电子元件只能通过平面架构的形式进行制造。而将3D打印技术用于柔性电子元件的制造，则能够实现对细微复杂结构的精确制造。
以色列希伯来大学（Hebrew University of Jerusalem，Israel）的研究人员通过3D打印技术在具有形状记忆功能的基体上打印了纳米银材料（图1a）。当环境温度超过一定值时，形状记忆材料变形（图1a），纳米银材料形成的回路导通。
图1. 3D打印技术将纳米银材料和柔性形状记忆材料复合。 （a）常温状态下，回路断开；（b）受热时形状记忆材料变形，回路闭合
通过将商业化的集成芯片植入3D打印的柔性设备中，能够实现三维柔性电子元件的制备，例如柔性传感器、信号处理器和驱动器等。加利福尼亚大学的研究人员将可编程加热器、温度传感器和其他电子控制元件嵌入到采用可伸展材料和FDM技术制造的手套中（图2），制备了具有手部温度监测和保持功能的手套。
图2. 3D打印柔性电子手套 （a）基本原理图；（b）手套穿戴实物图；（c）通过柔性电子手套对手部温度场进行检测
通过向传统电子元件赋予个性化特征，3D打印柔性电子元件将在人和电子器件的交互中起到日益广泛的作用，促进人与及其的共同共生，实现人与机器的共生。