3D打印機將電子纖維打印到衣物上的可行性研究

他們打印的圖案可以收獲并將電力儲存到織物上。使用配有同軸針頭的3D打印機，他們在布料上繪制圖案、圖片和字母，使其能夠?qū)⑦\動轉(zhuǎn)化為能量。這一進展出現(xiàn)在3月27日出版的《物質(zhì)》雜志上，這是一本來自出版商Cell出版社的新材料科學(xué)期刊。

清華大學(xué)化學(xué)系教授張瑩瑩（音譯）說：“他們使用一臺裝有自制同軸噴嘴的3D打印機直接在紡織品上打印纖維，并證明它可以用于能源管理。提出了一種同軸噴嘴方法，因為單軸噴嘴一次只允許打印一種墨水，因此極大地限制了打印結(jié)構(gòu)的成分多樣性和功能設(shè)計。”

張和她的同事使用兩種墨水制作了他們的第一批3D打印電子紡織品，一種碳納米管溶液，用于構(gòu)建纖維的導(dǎo)電芯和用于絕緣護套的蠶絲（盡管其他實驗室可以選擇調(diào)整柔韌性、生物相容性和防水性的材料）。將填充有墨水的注射注射器連接到同軸噴嘴，該同軸噴嘴固定在3D打印機上。這些用于繪制客戶設(shè)計的模式，例如PRINTING中文是打印，英文單詞SILK和鴿子的圖片。

這種方法不同于將電子元件（如LED纖維）手工縫制到織物中的其他組，但這些多步驟過程需要耗費大量的人力和時間。使用3D打印機的優(yōu)勢在于，它可以在一個步驟中為織物構(gòu)建多種功能。因為噴嘴與現(xiàn)有的3D打印機兼容，并且可以互換部件，因此這種方法既便宜又易于縮放。但是，一個缺點是，打印的分辨率僅限于3D打印機的機械運動精度和噴嘴的尺寸。

張瑩瑩教授表示："他們希望這項工作將激勵其他人建造其他類型的3D打印機噴嘴，這些噴嘴可以生成具有豐富成分和結(jié)構(gòu)多樣性的設(shè)計，甚至可以集成多個同軸噴嘴，可以一步生成多功能電子紡織品。長期目標是設(shè)計具有前所未有特性的靈活、可穿戴的混合材料和電子產(chǎn)品，同時開發(fā)具有集成功能的智能可穿戴系統(tǒng)的實際生產(chǎn)的新技術(shù)，例如傳感、驅(qū)動、通信和等等?！?/p>