3D打印的鎵-碳復合材料革新了可穿戴設備

打印派   2024-06-19 14:34:10

該團隊創(chuàng )新性地開(kāi)發(fā)了一種鎵-碳黑-苯乙烯異戊二烯嵌段共聚物(Ga-CB-SIS)復合材料,旨在替代傳統金屬如銀,使用更環(huán)保且成本更低的碳素材料。此復合材料的一大亮點(diǎn)是其數字化打印技術(shù),并且不需要熱燒結過(guò)程,支持復雜的多層3D打印。而且,它能夠強效粘附于多種敏感材料上。

3D打印的鎵-碳復合材料革新了可穿戴設備

Ga-CB-SIS 復合墨水在不同基材上的 2D 和 3D 數字打印能力

Image Credit: University of Coimbra

Ga-CB-SIS 的多功能性使其能夠擔任電路互連、傳感器、加熱器及用于儲能的電極等多個(gè)角色。它獨特的自愈性能讓其能在接觸到溶劑蒸汽時(shí)自動(dòng)修復電路,大大延長(cháng)了使用壽命。進(jìn)一步地,復合材料還可以通過(guò)深共熔溶劑(DES)實(shí)現鎵元素的有效回收,展現了優(yōu)秀的循環(huán)再利用能力。

在這項研發(fā)中,通過(guò)調整CB/Ga比率達到了導電性與機械強度的完美平衡。研究發(fā)現,0.043的CB/Ga比例是理想選擇,不僅提供了低電阻,在受力時(shí)也表現出穩定性。這一優(yōu)化確保了該復合材料的高可打印性與伸展性,適用于低電阻加熱器、電池和電氣連接等多種用途。

總的來(lái)說(shuō),Ga-CB-SIS 為可穿戴設備和可循環(huán)利用電子產(chǎn)品的3D打印提供了一種可持續性方案,實(shí)現將傳感器、電池和加熱功能集成于一體的設備。復合材料的特性和印刷能力,為開(kāi)發(fā)柔性和可擴展的電子設備帶來(lái)了創(chuàng )新的可能。


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