上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)使用DLP技術(shù)3D打印柔性運動傳感器

2020年6月9日，南極熊獲悉，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)3D打印了一種堅韌而導(dǎo)電的聚合物水凝膠（CPH），以生產(chǎn)出靈活的可穿戴運動傳感器。 測試并評估了傳感器的機(jī)械和導(dǎo)電性能。 研究小組發(fā)現(xiàn)，這項研究中的CPH可以為許多應(yīng)用提供出色的3D打印材料，包括軟機(jī)器人甚至傷口敷料。

△水凝膠微結(jié)構(gòu)，圖片來自上海理工大學(xué)

導(dǎo)電水凝膠

水凝膠已被廣泛用于再生醫(yī)學(xué)、軟機(jī)器人和4D打印等研究項目。不幸的是，傳統(tǒng)水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度通常較低，限制了它們在低應(yīng)力應(yīng)用中的潛力。然而，隨著材料科學(xué)的最新進(jìn)展，高拉伸性水凝膠、導(dǎo)電性水凝膠、3D打印水凝膠和自愈性水凝膠已經(jīng)被配制出來。

特別是導(dǎo)電水凝膠，以其強(qiáng)大的粘附性、高孔隙率、敏感的膨脹性和生物相容性，引起了人們的極大興趣。它們能夠?qū)⑼饨绲奈锢泶碳まD(zhuǎn)化為可記錄的電信號。鑒于眾多吸引人的特性，研究人員看到了導(dǎo)電水凝膠的一些潛在的創(chuàng)新應(yīng)用，并著手3D打印自己的柔性可穿戴運動傳感器。

3D打印的柔性運動傳感器

該團(tuán)隊使用DLP 3D打印機(jī)，3D打印了PHEA-PSS/PEDOT水凝膠運動傳感器。對新配制的水凝膠進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)它表現(xiàn)出一些令人驚訝的理想機(jī)械和電氣性能。在EDOT含量為12%的情況下，水凝膠的拉伸強(qiáng)度接近8MPa，而電導(dǎo)率坐在1.2S/cm，彈性保持不變。

使用DLP 3D打印的制備過程，圖片來自上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)

用人的手指對該傳感器進(jìn)行進(jìn)一步的功能測試，發(fā)現(xiàn)它可以準(zhǔn)確地將物理壓力變化轉(zhuǎn)化為敏感的電信號。研究團(tuán)隊讓該傳感器承受了廣泛的力和變形，而沒有發(fā)生撕裂或塑性變形，證實了它的韌性和靈活性。

實驗水凝膠可用于有效地3D打印能夠監(jiān)測人類活動的壓力傳感器。團(tuán)隊希望最終將該技術(shù)應(yīng)用于可拉伸的電氣設(shè)備和軟機(jī)器人。

手指彎曲導(dǎo)致的電流變化，圖片來自上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)

更多的研究細(xì)節(jié)可以在題為 ‘Tough and conductive polymer hydrogel based on double network for photo-curing 3D printing’的論文中找到。該論文由Xueyuan Ding, Runping Jia, Zuzhong Gan, Yong Du, Dayang Wang, and Xiaowei Xu.共同撰寫。



編譯自：3dprintingindustry