研究人員開發3D打印微型透明電子纖維可用于新一代傳感器

魔猴君  行業資訊   1699天前

劍橋大學的研究人員開發了一種3D打印微型透明電子纖維的方法，用于新一代傳感器。這種纖維比人的頭發細100倍，可用于制造能夠聞，聽和觸摸的設備。結果發表在《科學進展》雜志上。

在研究與當前COVID-19大流行特別相關的現象時，該報告的第一作者，來自劍橋大學工程系的博士安迪·王（Andy Wang）試圖測量在正常呼吸，快速呼吸和模擬過程中通過面罩泄漏的呼吸濕氣量、咳嗽等。為此，同樣來自工程系的Yan Yan Shery Huang博士帶領團隊進行了3D打印由銀和半導體聚合物制成的復合纖維。

該圖演示了銀和PEDOT：PSS的3D打印，以創建人眼看不見的電子纖維。圖片由Science Advances提供。

研究人員開發的工藝是直接墨水書寫的一種形式，其中將銀或稱為聚（3,4-乙撐二氧噻吩）的聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT：PSS）的聚合物通過離子槍蝕刻沉積在銅接觸墊上。纖維進入墊。纖維在兩個銅墊之間拉伸，橋接兩個電極。

為了演示應用，該團隊創建了傳感器，用于測量通過面罩泄漏的水分。傳感器能夠確定從織物或手術口罩泄漏的最多的部位是從正面泄漏的，特別是在咳嗽時，而N95口罩的泄漏最多的是從頂部和側面。確定正確佩戴所有面罩有助于減弱呼出氣流。

“與傳統的薄膜技術相比，由小型導電纖維制成的傳感器對于3D流體和氣體的體積感測尤其有用，但是到目前為止，將它們打印并集成到設備中并大規模制造它們一直是一個挑戰，黃醫生說： “我們的光纖傳感器重量輕，價格便宜，體積小且易于使用，因此有可能將其轉變為家庭測試設備，以使公眾能夠進行自我管理的測試以獲取有關其環境的信息。”

獨特的是，這些傳感器可用于制造非接觸式，可穿戴的便攜式呼吸傳感器，該傳感器可連接至智能手機以收集呼吸模式以及聲音和圖像。該技術超出了呼吸傳感器的范圍，該團隊建議，具有與生物細胞相似大小的生物相容性纖維可以使它們引導細胞運動并以電信號的形式實際測量過程。

由于光纖很小，以至于肉眼無法看到，因此該團隊能夠3D打印光纖，以漂浮在空中。如上圖所示，LED從由銀纖維制成的透明陣列懸掛下來。研究人員未來的工作包括用于移動健康監測和生物機器接口的多功能傳感器。

點評： 正如我們的電子產品3D打印系列中詳細介紹的那樣，這只是一小部分研究，最終可能會導致在單個構建過程中對完整的功能對象進行3D打印。目前，只有少數商業公司提供此類技術的基礎，其中包括Optomec。這項研究表明，不僅3D打印這種復雜的設備是可能的，而且還可以通過進一步縮小電子設備的方式推進現有技術。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39695.html