創想三維：3D打印機打印可穿戴金屬傳感設備
來自倫敦帝國理工學院的一組研究人員通過3D打印機開發出一種新技術，將銀，金和鉑等金屬3D打印到天然織物上。該過程還可用于將電池，無線技術和傳感器結合到紙和棉紡織品中。該技術可以有多種應用，包括新的低成本醫療診斷工具，用于測量空氣污染的無線供電貼紙傳感器，可用來監控佩戴者的健康等。
這不是第一次將金屬打印到織物上，在以前，該過程會在織物上涂上塑料，雖然這樣做能起到防水的作用，但是很容易碎。他們在題為“使用金屬墨水作為織物的金屬自化器，用于生物傳感器，電池和能量收集”的論文中描述目前研究人員可以實現讓金屬墨水覆蓋整個纖維而不是簡單的涂覆在織物的表面上。
生物工程系博士候選人Max Grell說：“織物無處不在，有些形式如紙，采用這種金屬化織物的新方法，可以創造出新的高級應用。”
研究人員首先在硅的微觀顆粒中覆蓋纖維，然后將材料浸入含有金屬離子的溶液中。該過程被稱為墨水自動催化金屬化或SIAM，并且當離子沉積在硅顆粒上時，實現讓金屬在材料中生長。該技術在整個織物上涂覆金屬，使紙張和紡織品能夠保持吸水和柔韌性的能力，同時還提供大的金屬表面。許多先進技術要求這些特性發揮作用，特別是傳感器和電池，其中溶液中的離子必須與金屬中的電子相互作用。
研究人員為了進行概念驗證研究，將硅墨水手工丟棄到織物上，但他們也說這個過程可以通過大型傳統3D打印機進行放大和執行。
例如，研究人員在紙上印刷銀線圈天線，可用于無接觸支付系統等無線設備中的數據和電力傳輸。 他們還將銀沉積在紙上然后添加鋅以形成電池，并使用該技術生產一系列傳感器，包括基于紙張的傳感器，以檢測約翰氏病的遺傳指標。
研究人員表示，天然面料制造的傳感器更便宜，更易于儲存和運輸，可用于監測健康的衣服。
“我們選擇了來自不同領域的應用程序來展示這種方法的多樣性和實現方式，”Grell說。 “它涉及很多合作，我們希望我們已經證明了這種方法的潛力，因此專門研究不同領域的人可以開發這些應用程序。 這種方法的優點在于它還可以結合不同的技術來提供更復雜的應用，例如，可以在紙上3D打印低成本傳感器，然后通過非接觸式技術傳輸他們收集的數據。 這對于偏遠地區和廉價地進行診斷測試的發展中國家尤其有用。"
研究人員證明，與傳統方法相比，使用他們的方法制造線圈天線的成本僅為0.001美元，而傳統方法的成本為0.05美元。該團隊申請了專利正在尋找行業合作伙伴,下一步是演示在新的應用程序中使用新的方法。
來源：創想三維 https://www.cxsw3d.com/
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