2015年底，耶路撒冷的希伯來大學(xué)宣布開設(shè)一個(gè)新的3D打印中心。該中心主任是Shlomo Magdassi教授，他的創(chuàng)新研究究負(fù)責(zé)為以色列3D打印電子公司Nano Dimension的DragonFly 2020電路板3D打印機(jī)生產(chǎn)導(dǎo)電納米油墨。近日，Magdassi教授和耶路撒冷的希伯來大學(xué)再次進(jìn)入3D打印焦點(diǎn)，并對(duì)打印電子學(xué)進(jìn)行了一些更為尖銳的研究。

近年來，在制作具有導(dǎo)電特性的3D結(jié)構(gòu)方面，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)方面，已經(jīng)有了很多的重點(diǎn)嘗試。研究人員嘗試將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)打印到3D物體上時(shí)出現(xiàn)的困難來自于底部的不均勻和復(fù)雜的形貌，這使得難以將液體沉積在表面上。基板必須面對(duì)要沉積的材料的噴嘴，并且一次只能打印一種材料，這顯然是耗時(shí)的，并且有時(shí)可能會(huì)由于油墨不均勻而使其不再重現(xiàn)。

Magdassi教授及來自耶路撒冷希伯來大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員最近發(fā)表了一篇名為“3D結(jié)構(gòu)中的水印導(dǎo)電圖案”的高級(jí)材料技術(shù)文件。該論文介紹了使用水印技術(shù)的方法制造導(dǎo)電電路和圖案。共同作者包括Professor Magdassi、Dr. Gabriel Saada、Avi Chernevousky、Dr. Michael Layani。

水印通常用于將圖形設(shè)計(jì)打印到不平坦的表面上，主要用于汽車和裝飾行業(yè)。這種技術(shù)可以克服前面提到的傳輸方法的困難，只需一步就可以從所有方面將整個(gè)圖案打印到3D對(duì)象上。在該過程中不涉及聚合物層，因此導(dǎo)電材料可以直接沉積在彼此的頂部。

這一新戰(zhàn)略有望受益于多種應(yīng)用，包括軟件機(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、3D電子和用于通信的3D打印天線。

Magdassi教授說，“該方法有望在生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）領(lǐng)域取得重要應(yīng)用。概念證明，在諸如瓶子和3D打印物體的彎曲表面上的水印可以通過近場(chǎng)通信（NFC）天線來實(shí)現(xiàn)。這是在最近的‘ReadSpot’項(xiàng)目的LOPE-C大會(huì)上提出的?！?/span>

根據(jù)論文顯示，研究人員開發(fā)了一種利用銀納米粒子（NPs）墨水打印具有非常規(guī)角度的3D物體上的功能導(dǎo)電圖案的水印方法。將NPS墨水打印在水溶性聚乙烯醇薄膜上，在室溫下燒結(jié)是通過將打印圖案暴露于鹽酸煙霧來實(shí)現(xiàn)的。電路在低溫（50°C）下的各種3D打印結(jié)構(gòu)和材料上進(jìn)行水印。導(dǎo)電圖案是在90度角度的物體上進(jìn)行水印，并且不存在犧牲層的組裝，這允許逐層重疊水印。此外，電光發(fā)射二極管（LED）電路和加熱器成功地被打印水印。為了顯示該過程的適用性，研究人員將一個(gè)功能齊全的近場(chǎng)通信（NFC）天線水印到一個(gè)與智能手機(jī)成功配對(duì)的曲線對(duì)象上。水印圖案的分析顯示，電阻率比大多數(shù)應(yīng)用中認(rèn)為適合的銀質(zhì)體積高17.1倍。

這種突破性方法只需要幾分鐘時(shí)間，目前正在進(jìn)行全光電3D設(shè)備水印實(shí)驗(yàn)。此外，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們的方法也可以用來制造多層電路，只要重復(fù)這個(gè)過程即可。

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