研究人員利用3D列印和彈性體開發可拉伸電子
OFweek3D列印網訊 根據市場和研究的資料顯示，全球可穿戴醫療器械市場預計在未來五年內的年複合增長率將達到18％，到2021年將達到120億美元。據悉，可拉伸和可彎曲電子學的發展可以加速這種增長，而3D列印則是一種很好的工具。一篇發表在2017年1月版“Micromachines”的論文探討了這一主題。
“可以拉長或扭曲的電子元件，可以很快用於為電子產品、車輛、醫療設備和其他產品的車載系統供電，”Andrew Careaga在密蘇裡科技大學網站上寫道。大學研究人員在題為“基於彈性力學和彈性導體圖形技術的材料”的論文中解釋了3D列印技術將如何與彈性體組合以實現這些性能。
克服柔性彈性體基體和脆性電子導體之間的不匹配是開發可拉伸電子器件的主要挑戰之一。根據密蘇裡科技大學機械和航空航太工程助理教授Heng Pan博士和本文的合著者所說，最經濟的解決方案是增材製造。他和研究人員正在測試他們所謂的直接氣溶膠列印，這是一個涉及在可拉伸基底上噴塗導電材料以開發可以放置在皮膚上的感測器的過程。
“隨著設備的複雜性和解析度的提高，對圖案化技術比預期有著更高要求，”研究人員說道。作為添加製造方法的直接列印將滿足這些要求，並且在原型製造和製造兩者中提供低成本和高速度。它可能是一種可伸縮電子產品的成本效益和可擴展製造的解決方案。
“導線可以在某一天替換剛性、脆性的電路板，為今天的許多電子設備提供電源，”Careaga說道。“例如，它們可以用作粘附到皮膚上以監測心率或大腦活動的可穿戴感測器，作為服裝中的感測器或作為可以塗抹到彎曲表面上的薄太陽能電池板。”
在這些具有嵌入式電子器件的適形器件進入市場之前，需要克服許多其它挑戰，如開發用於存儲能量的可拉伸電池，以及證明電子器件和材料將一起執行和老化。
“可以拉長或扭曲的電子元件，可以很快用於為電子產品、車輛、醫療設備和其他產品的車載系統供電，”Andrew Careaga在密蘇裡科技大學網站上寫道。大學研究人員在題為“基於彈性力學和彈性導體圖形技術的材料”的論文中解釋了3D列印技術將如何與彈性體組合以實現這些性能。
克服柔性彈性體基體和脆性電子導體之間的不匹配是開發可拉伸電子器件的主要挑戰之一。根據密蘇裡科技大學機械和航空航太工程助理教授Heng Pan博士和本文的合著者所說，最經濟的解決方案是增材製造。他和研究人員正在測試他們所謂的直接氣溶膠列印，這是一個涉及在可拉伸基底上噴塗導電材料以開發可以放置在皮膚上的感測器的過程。
“隨著設備的複雜性和解析度的提高，對圖案化技術比預期有著更高要求，”研究人員說道。作為添加製造方法的直接列印將滿足這些要求，並且在原型製造和製造兩者中提供低成本和高速度。它可能是一種可伸縮電子產品的成本效益和可擴展製造的解決方案。
“導線可以在某一天替換剛性、脆性的電路板，為今天的許多電子設備提供電源，”Careaga說道。“例如，它們可以用作粘附到皮膚上以監測心率或大腦活動的可穿戴感測器，作為服裝中的感測器或作為可以塗抹到彎曲表面上的薄太陽能電池板。”
在這些具有嵌入式電子器件的適形器件進入市場之前，需要克服許多其它挑戰，如開發用於存儲能量的可拉伸電池，以及證明電子器件和材料將一起執行和老化。