UBC Okanagan doktorand Ahmadreza Ghaffarkhah använder en 3D-skrivare för att skapa små och mycket exakta sensorer som kan integreras i kläder och utrustning. Kredit: UBC Okanagan foto
Skapandet av högupplöst extruderingsutskrift – tänk 3D-utskrift men med bläck som leder elektricitet – har gjort det möjligt för forskare vid University of British Columbia (UBC) att utforska potentialen hos bärbara mänskliga rörelseanordningar. Deras forskning publiceras i Kol.
Bärbar teknik – smarta klockor, hjärtmonitorer, sömnhjälpmedel, till och med stegräknare – har blivit en del av vardagen. Och forskare med UBC Okanagans Nanomaterials and Polymer Nanocomposites Laboratory har skapat ännu mindre, lättare och mycket exakta sensorer som kan integreras i kläder och utrustning.
I samarbete med Drexel University och University of Toronto undersöker UBCOs forskargrupp en högupplöst extruderingsmetod för att utveckla små enheter med dubbla funktioner – elektromagnetiska störningar (EMI) sköldar och en kroppsrörelsesensor.
Dessa EMI-sköldar är smĂĄ och lätta och kan användas inom hälsovĂĄrds-, flyg- och fordonsindustrin, förklarar Dr. Mohammad Arjmand, biträdande professor och Kanadas forskningsstol i avancerad material- och polymerteknik vid UBC Okanagan’s School of Engineering.
Med hjälp av ett tvådimensionellt oorganiskt nanomaterial som kallas MXene, tillsammans med en ledande polymer, har Dr. Arjmands team skräddarsytt ett ledande bläck med ett antal egenskaper som gör det lättare att anpassa sig till bärbara teknologier.
Grafiskt abstrakt. Kreditera: Kol (2022). DOI: 10.1016/j.carbon.2022.02.003
“Avancerade eller smarta material som ger elektrisk ledningsförmĂĄga och flexibilitet är mycket eftertraktade”, säger han. “Extrudering av dessa ledande material kommer att möjliggöra makroskala mönster, vilket innebär att vi kan producera olika former eller geometrier, och produkten kommer att ha enastĂĄende arkitekturflexibilitet.”
För närvarande är tillverkningsteknologier för dessa funktionella material mestadels begränsade till laminerade och osofistikerade strukturer som inte möjliggör integration av övervakningsteknologier, förklarar doktorand Ahmadreza Ghaffarkhah.
“Dessa tryckta strukturer kan sĂĄs med mikrosprickor för att utveckla mycket känsliga sensorer. SmĂĄ sprickor i deras strukturer används för att spĂĄra smĂĄ vibrationer i omgivningen, säger Ghaffarkhah. “Dessa vibrationer kan övervaka en mängd mänskliga aktiviteter, inklusive andning, ansiktsrörelser, samtal samt sammandragning och avslappning av en muskel.”
Genom att gå tillbaka till ritbordet kunde UBCO-forskarna ta itu med en stor utmaning som extruderingstryckning stötte på. Tidigare tillät tekniken inte tillräckligt hög utskriftsupplösning, så det var svårt att tillverka mycket exakta strukturer.
“Jämfört med konventionell tillverkningsteknik erbjuder extruderingstryck anpassning, minskning av materialspill och snabb produktion, samtidigt som det öppnar upp mĂĄnga möjligheter för bärbar och smart elektronik”, förklarar Dr. Arjmand. “När extruderingsteknikerna förbättras öppnar det dörren för mĂĄnga unika innovationer.”
Forskarna fortsätter att undersöka ytterligare tillämpningar för extruderingstryckfärger som går utöver EMI-sköldar och bärbar elektronik.
En ny gräns för 3D-utskrift: Självdrivna bärbara enheter
Mer information:
Ahmadreza Ghaffarkhah et al, Högupplöst extruderingsutskrift av Ti3C2-baserade bläck för bärbar mänsklig rörelseövervakning och elektromagnetisk störningsskärmning, Kol (2022). DOI: 10.1016/j.carbon.2022.02.003 Tillhandahålls av University of British Columbia
Citat:Bärbar elektronik: Extrusionsutskrift skapar flexibel, mycket känslig rörelseanordning (2022, 16 juni) hämtad 16 juni 2022 från https://techxplore.com/news/2022-06-wearable-electronics-extrusion-flexible-highly.html
Detta dokument är föremål för upphovsrätt. Bortsett från all rättvis handel i syfte att privata studier eller forskning, får ingen del reproduceras utan skriftligt tillstånd. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
Håll kontakten med oss ​​på sociala medieplattformar för omedelbar uppdatering klicka här för att gå med i vår Twitter och Facebook
