国立台湾科技大学: スマート衣料用グラフェン/ポリマーナノ複合材料の3Dプリント

国立台湾科技大学: スマート衣料用グラフェン/ポリマーナノ複合材料の3Dプリント
出典: 材料分析と応用

国立台湾科技大学のChiu Chih-wei氏を含む研究者らは、Progress in Organic Coatings誌に「心電図と筋電図のスマート衣料用の光硬化型、高柔軟性、伸縮性3Dプリントグラフェン/ポリマーナノ複合材料」と題する論文を発表し、心電図と筋電図のスマート衣料用の光硬化型、高弾性、伸縮性3Dプリントグラフェン/ポリマーナノ複合材料の研究開発を行っている。アクリレートモノマーとオリゴマーをさまざまな割合で組み合わせて、伸縮性と弾力性に優れた光硬化性樹脂を製造します。次に、グラフェンを追加して光硬化性樹脂に導電性を導入し、柔軟性を高めました。この樹脂は、マイクロニードルの表面構造を持つサンプルパターンを 3D プリントするために使用されました。これらのサンプルパターンは、人体の信号を検出するためのセンシング要素としてうまく使用されました。


グラフェンの凝集を回避するための2つの方法を比較しました:(1)スチレン無水マレイン酸(SMA)を添加して芳香族環とグラフェン間のπ-π相互作用を介して物理吸着を達成する方法、および(2)ポリエーテルアミン(PEA)を添加してグラフェンとの立体効果を生み出す方法です。 SMAをPEAにグラフト化することで両親媒性分散剤を調製し、理想的な分散比を決定した。分散剤を光硬化性樹脂と混合してグラフェン/光硬化性樹脂ナノ複合材料を形成する。


図 1. (a) UA とさまざまなモノマーをさまざまな比率で使用して調製した樹脂の粘度曲線、(b) UA とさまざまなモノマーを 1:1 の固定比率で使用して調製した樹脂の応力-ひずみ曲線、(c) UA とさまざまなモノマーを 1:1 の比率で使用して調製した樹脂の架橋密度、(d) UA と CTFA をさまざまな比率で使用して調製した樹脂の架橋密度、(e) UA と CTFA をさまざまな比率で使用して調製した樹脂の応力-ひずみ曲線、(f) UA と CTFA を 2:8 の比率で使用して調製した樹脂の 10 回の反発疲労試験サイクルの応力-ひずみ曲線。
図2. 改質グラフェンの分散効果とナノ複合樹脂の特性。グラフェン含有量を変えることで、最も低い電気抵抗(約3×10Ω/sq)と機械的強度(引張強度:> 4MPa、破断伸び:320%)を備えたナノ複合材料が得られました。この材料は、50% サイクル疲労でも優れた弾性を示しました。最後に、従来のスクリーン印刷で製造されるフラット パネルとは異なり、フラット パネル ベースは 3D プリントされます。異なるアスペクト比と針間隔を持つ表面マイクロニードル構造を持つ材料を準備し、これらの材料間の皮膚接触の違いを人間の心電図信号と筋電図信号を測定することによって実験的に研究しました。研究の結果は、多様で複雑な構造を持つ高度にカスタマイズされた 3D プリント樹脂をスマート衣類にうまく統合して、人間の生理状態を監視できることを示しています。

図 3. 3D プリントは、さまざまな種類の微細表面構造を作成するために使用されます。図 4. 準備された導電性光硬化性樹脂電極の、スマート衣類の ECG および EMG モニタリングへの応用。
まとめ

DLP 3D プリンティングを使用して、樹脂表面にマイクロニードル構造を設計し、皮膚との接触面積を拡大し、心電図と筋電図のモニタリング用に導電性の柔軟なセンシング電極を準備します。

文学:

https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2022.107378




<<:  Wypro は SLS 3D プリントを使用してカスタム整形外科用インソールを開発しています

>>:  西空智能製造は国家重点研究開発計画の重点プロジェクト「付加製造とレーザー製造」の研究を主導することを承認されました

推薦する

南カリフォルニア大学: 飛躍的な進歩を遂げた投影型ステレオリソグラフィープロセスにより、大型で高精度な 3D プリントの効率が大幅に向上

出典: ポリマーテクノロジー自然界と人体には、無数の微細な肺胞で構成された人間の肺、植物の葉の超疎水...

3Dプリントされた機能的な人間の脳組織が選ばれ、両アカデミーは2024年の世界トップ10の科学技術進歩ニュースを選出した。

出典:中国科学日報2025年1月22日午前、中国科学院と中国工程院が主催する「両院の院士が選ぶ202...

INTAMSYSは、積層造形向けに最適化された新しいVictrexのPAEK材料の初の世界的販売代理店となる

INTAMSYS は、高性能材料の 3D プリントと産業用直接積層製造ソリューションを提供する世界...

電気を必要としない新しい3Dプリント技術、細菌の群れが3Dプリントを推進

南極のクマによると。最近、ローマ大学の物理学教授ロベルト・レオナルド氏は、バクテリアとレーザーの力で...

工業情報化省設備第一部:付加製造により鋳造・鍛造産業の高品質な発展が可能に

2021年11月26日、工業情報化部設備産業司は北京で「鋳造・鍛造産業の高品質発展に関する座談会」...

CIIEの熱気と上海の気温|3Dプリントロボットは「骨格」を持ち、かわいく振る舞うことができる

出典:ザ・ペーパー三輪車に乗ったり、人と話したり、笑ったり、音を立てたり、恥ずかしがったり、かわいく...

未来の都市リサイクルモデルが台頭、英創2019 3Dプリント建築世界記者会見

2019年7月28日、3Dプリント建設会社であるYingchuang Construction T...

チタンを切断する3Dプリント鋼工具が1万5000ドルのイノベーション賞を受賞

2019年2月28日、アンタークティックベアは海外メディアから、オーストラリアのロイヤルメルボルン...

専属スライスアシスタントのシャオ・ホンが心温まる表情で光り輝く登場!

Hongrui について語るとき、頻繁に登場している複数のシリーズの 3D プリンターに加えて、ま...

[分析] 高性能大型金属部品のレーザー積層造形における基本的な材料問題

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-9-13 15:36 に最後に編集...

認めざるを得ない:3Dプリントの月ランプが39元で送料無料

南極熊は今日、創意工夫を凝らした3Dプリント製品を見ました。3Dプリントの月ランプキーホルダーは39...

SINTXと米国陸軍研究所は、セラミック3DプリントとCMC技術を共同開発するための協力関係を結んだ。

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-1-31 17:04 に最後に編集されまし...

大規模なサポートフリー積層造形技術が従来の製造プロセスに革命を起こしている

ハイテクから繊維まで、従来の製造方法は、材料、労働力、予算の制約、そして最も貴重な資源である時間に関...

ガラス 3D プリント: 材料、プロセス、アプリケーション

ガラス 3D プリントは、積層造形分野の新興技術です。一度に 1 層ずつ印刷できる溶融ラインを作成で...

靴のミッドソール設計における格子構造のパラメータ最適化の応用

出典: アリアンツ・アジア・パシフィックアディダスは世界海洋デーに、スニーカーの新バージョン「ALP...