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我国研究人员使用DLP技术3D打印柔性运动传感器

时间:2020-06-09 10:15 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
 中国3D打印网6月9日讯,上海应用技术研究所的研究人员已经在双网络的基础上3D打印了一种坚韧而导电的聚合物水凝胶(CPH),以生产出灵活的可穿戴运动传感器。测试并评估了传感器的机械和导电性能。研究小组发现,这项研究中的CPH可以为许多应用提供出色的3D打印材料,包括软机器人甚至伤口敷料。

水凝胶的微观结构。图片来自上海理工大学。
 导电水凝胶
     水凝胶已广泛用于从再生医学到软机器人技术和4D打印的研究项目中。不幸的是,传统水凝胶的机械强度通常很低,限制了它们在低应力应用中的潜力。但是,随着材料科学的最新进展,已经配制了高度可拉伸的水凝胶,导电水凝胶,3D可打印水凝胶和自修复水凝胶。
      特别是导电水凝胶,由于其强粘合性,高孔隙率,敏感的溶胀和生物相容性而引起人们的极大兴趣。它们能够将外部的物理刺激转换成可以记录的电信号。考虑到众多吸引人的特性,研究人员看到了导电水凝胶的许多潜在创新应用,并着手3D打印自己的柔性可穿戴运动传感器。
 3D打印柔性运动传感器
       研究的第一阶段涉及合成水凝胶。该团队使用DLP 3D打印机将HEA与SSS共聚,并将EDOT添加到网络中。结果是3D打印的PHEA-PSS / PEDOT水凝胶运动传感器。该团队测试了新配制的水凝胶,发现它表现出一些令人惊讶的理想的机械和电气性能。 EDOT含量为12%时,水凝胶的拉伸强度接近8 MPa,而电导率为1.2 S / cm,弹性保持恒定。
使用DLP 3D打印的准备过程
使用DLP 3D打印的准备过程。图片来自上海理工大学。
      用人的手指对传感器进行的进一步功能测试表明,它可以将物理压力变化准确地转换为敏感的电信号。该团队对传感器施加了很大的力和变形,而不会撕裂或塑性变形,从而确认了其韧性和柔韧性。结论是,实验水凝胶可用于有效地监测人类活动的3D打印压力传感器。该团队希望继续开展这项工作,并最终将该技术应用于可伸缩的电子设备和软机器人。
手指弯曲导致电流变化
手指弯曲导致电流变化。图片来自上海理工大学。

     中国3D打印网点评:近年来,对3D可打印水凝胶的研究取得了长足的进步。就在上个月,斯图加特(Stuttgart)3D研究人员使用基于纤维素的水凝胶打印了具有多方向刚度梯度的多材料零件。通过开发自定义的G代码,该代码结合了整个材料的刚度变化,该团队能够将一组变化的变形几何形状直接编程到样品中。

      在伊利诺伊州的其他地方,研究人员成功地将3D打印的水凝胶骨架与大鼠的脊髓融合在一起,形成了功能性的行走“ spinobot”。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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