供稿人:雷奇，贺健康 发布日期：2017-05-31
随着3D打印技术以及材料科学的发展，利用3D打印技术制造电子器件受到越来越多的关注，几乎在各个领域，包括信息、能源、医疗、国防等，都具有广阔应用前景。3D打印技术在柔性电路、晶体管、传感器、电池和电容等方面已经取得了一定的研究进展。
例如，利用3D打印技术制作的柔性电子可以在弯曲或拉伸的情况下保持稳定性，可满足便携性、柔性、可穿戴性等需求，该技术已应用于制作柔性晶体管，柔性压力传感器，柔性太阳能电池等[1]。英国的学者利用碳墨水打印出了一种柔性传感装置，采用的材料为炭黑和聚己内酯熔融混合而成的导电墨水，可在柔性基底上打印出的结构具有良好的导电性、应变传感特性和稳定性。图示为将传感材料打印在一个简易手套上，该装置可以灵敏地反映出手指的弯曲情况[2]。
图1 3D打印的应变传感器
再如，来自哈佛大学的科学家开发出了一种能够3D打印锂离子电池部件的墨水和工具[3]。他们利用含有Li4Ti5O12 和LiFePO4的墨水作为阳极和阴极材料，打印出了多层相互交叉的电池结构，该电池具有极小的体积膨胀系数，从而保证了其在充 放电过程中的稳定性。与传统电池相比，3D打印的微电池结构紧凑、空间利用率大，具有更高的能量密度。该团队所制备的3D打印微电池有望应用在微电子以及植入式生物器械方面。
图2 3D打印的微电池
虽然3D打印的电子产品大多尚处在研发阶段，但可以相信，随着3D打印技术的不断成熟，该技术不仅在科学研究和工业生产领域会有令人难以置信的作为，而且还会普及家庭，深入人们生活的方方面面。