「ネイチャーエレクトロニクス」3Dプリントで導電性弾性部品を作製

「ネイチャーエレクトロニクス」3Dプリントで導電性弾性部品を作製
出典:科技日報


弾性導体の全方向印刷。画像出典: Nature Electronics

韓国科学技術研究院の科学者らは、3Dプリントを用いた導電性弾性部品の製造に成功したことを実証した。彼らがNature Electronics誌の論文で発表した印刷戦略は、ウェアラブルデバイス用の多機能で伸縮性のある部品の大規模印刷への道を開く可能性がある。

既存の「インク」のレオロジー特性により、通常は層状の堆積しかできないため、3D 形状の固体弾性導体を印刷することは困難です。新しい研究では、主に新しいエマルジョンベースの複合インク、導電性エラストマー複合材、非混和性溶媒、乳化溶媒で構成されるエマルジョンシステムのおかげで、3Dプリントを使用して弾性導体を実現し、弾性導体の全面印刷に使用できます。

新しい複合インクは、3D プリントで一般的に使用される他のインクに比べて多くの利点があります。具体的には、粘弾性、せん断減粘性、潤滑性などの特性を示し、複雑な 3D 構造の印刷をより適切にサポートします。粘弾性により、自立型、糸状、直接描画された平面外 3D ジオメトリも可能になり、印刷の安定性も得られます。

伸縮性導体の印刷構造は、最小特徴サイズが 100 ミクロン未満で、伸縮性が 150% 以上であることを示しました。エマルジョン中の分散溶媒相の蒸発により、微細構造化された表面局所導電ネットワークが形成され、電気伝導性が向上します。

3D プリント方法とエマルジョンベースのインクの可能性を実証するために、チームは伸縮可能なディスプレイを備えたウェアラブル温度センサーを作成しました。研究者らは、この手法を3Dスキャン技術と組み合わせることで、人体の形状にぴったり合う柔軟な電子機器が作成でき、ユーザーがより快適に着用できるようになると強調している。



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