2021年6月16日
在一项新的研究中，北卡罗来纳州立大学的研究人员展示了他们可以在聚酯织物上打印导电墨水层，从而制造出一种电子纺织品，这种纺织品可用于未来可穿戴设备的设计。
由于这种打印方法可以在室温和正常大气条件下完成，研究人员认为，喷墨打印可以提供一种更简单、更有效的制造电子纺织品的方法，也被称为电子纺织品。此外，研究人员表示，这些发现表明，他们可以将柔性电子工业中常见的技术推广到纺织制造业。他们在杂志上报道了他们的发现ACS应用材料与接口亚博网站下载。
“喷墨打印是一项快速发展的新技术，它被用于柔性电子产品，用于手机显示器和其他设备的薄膜，”该研究的通讯作者、北卡罗来纳州大学纺织工程、化学和科学教授Jesse S. Jur说。亚博老虎机网登录“我们认为这种使用电子和纺织工业常见的材料和过程的印刷方法还显示了为可穿戴设备制造电子亚博网站下载纺织品的承诺。”
在研究中，研究人员描述了他们如何使用富士萤石DIMATIX喷墨打印机来创建耐用且灵活的电子纺织材料，他们确实可靠地创建了电子纺织品及其属性。部分挑战是寻找材料的合适组成，因此液体油墨不会通过纺织材料的多孔表面渗透并失去电力的能力。亚博网站下载
“印刷电子纺织品对于电子纺织业来说是一个非常重要的挑战”该研究的第一作者Inhwan Kim说，他曾是北卡罗来纳州立大学的研究生。“我们希望通过层构建一个结构层，这些层尚未在带有喷墨印刷的纺织层上完成。我们找到合适的材料组成是一个很大的斗争。”
他们通过像三明治一样在两层充当绝缘体的液体材料周围印刷导电银墨水层来创造电子纺织品。亚博网站下载他们把这些夹层印刷在一种织成的聚酯织物上。在他们打印出银墨水层和绝缘材料(由聚氨酯-丙烯酸酯和聚(4-乙烯基苯酚)制成)之后，他们用显微镜监测材料的表面。亚博网站下载他们发现绝缘材料和纺纱的化学特性对于保持液态银墨水的导电能力和防止其穿透多孔织物非常重要。亚博网站下载
“我们希望中间有一个鲁棒的绝缘层，但我们希望保持其尽可能薄，使整个结构薄，并使电性能尽可能高，”金说。“也，如果他们太笨重，人们就不会佩戴它们。”
研究人员在对这种材料进行多次弯曲后，评估了这种电子纺织品的电性能。他们测试了100多个弯曲周期，发现这种电子纺织品并没有失去其电气性能。在未来的工作中，他们希望提高材料的电性能，与使用特殊设施和大气条件制作的电子纺织品亚博网站下载相比，并增加材料的透气性。
最终，他们希望使用打印方法来创建一种电子纺织品，可用于可穿戴电子设备，例如可以跟踪心率的生物医学设备，或用作存储电子设备电力的电池。
“我们可以用一种多层材料将墨水涂在织物上，这种材料既耐用又灵活。”金说。“这是美丽的，我们用喷墨打印机做了一切 - 我们没有使用任何层压或其他方法。”
研究，“全喷涂印刷纺织电容器中的微观结构，具有聚合物电介质和金属 - 有机分解银电极的双层界面”在线发布ACS应用材料与接口亚博网站下载。除了法律和金，其他作者还是牛君菊，盈周和李丽。它由VF公司提供资金。作者还确认液体X印刷金属用于制备本研究中使用的反应性银油墨。作者承认美国国防部和空军研究实验室，为李的转型（智能）奖学金提供科学数学和研究。亚博老虎机网登录该工作得到了国家科学基金会通过纳米系统的工程研究中心来支持，用于融合EEC 11亚博老虎机网登录60483的集成传感器和技术的先进自给电系统。
来源:https://www.ncsu.edu/