上海应用技术大学使用DLP技术3D打印柔性运动传感器

2020年6月9日，南极熊获悉，上海应用技术大学3D打印了一种坚韧而导电的聚合物水凝胶（CPH），以生产出灵活的可穿戴运动传感器。 测试并评估了传感器的机械和导电性能。 研究小组发现，这项研究中的CPH可以为许多应用提供出色的3D打印材料，包括软机器人甚至伤口敷料。

△水凝胶微结构，图片来自上海理工大学

导电水凝胶

水凝胶已被广泛用于再生医学、软机器人和4D打印等研究项目。不幸的是，传统水凝胶的机械强度通常较低，限制了它们在低应力应用中的潜力。然而，随着材料科学的最新进展，高拉伸性水凝胶、导电性水凝胶、3D打印水凝胶和自愈性水凝胶已经被配制出来。

特别是导电水凝胶，以其强大的粘附性、高孔隙率、敏感的膨胀性和生物相容性，引起了人们的极大兴趣。它们能够将外界的物理刺激转化为可记录的电信号。鉴于众多吸引人的特性，研究人员看到了导电水凝胶的一些潜在的创新应用，并着手3D打印自己的柔性可穿戴运动传感器。

3D打印的柔性运动传感器

该团队使用DLP 3D打印机，3D打印了PHEA-PSS/PEDOT水凝胶运动传感器。对新配制的水凝胶进行了测试，发现它表现出一些令人惊讶的理想机械和电气性能。在EDOT含量为12%的情况下，水凝胶的拉伸强度接近8MPa，而电导率坐在1.2S/cm，弹性保持不变。

使用DLP 3D打印的制备过程，图片来自上海应用技术大学

用人的手指对该传感器进行进一步的功能测试，发现它可以准确地将物理压力变化转化为敏感的电信号。研究团队让该传感器承受了广泛的力和变形，而没有发生撕裂或塑性变形，证实了它的韧性和灵活性。

实验水凝胶可用于有效地3D打印能够监测人类活动的压力传感器。团队希望最终将该技术应用于可拉伸的电气设备和软机器人。

手指弯曲导致的电流变化，图片来自上海应用技术大学

更多的研究细节可以在题为 ‘Tough and conductive polymer hydrogel based on double network for photo-curing 3D printing’的论文中找到。该论文由Xueyuan Ding, Runping Jia, Zuzhong Gan, Yong Du, Dayang Wang, and Xiaowei Xu.共同撰写。



编译自：3dprintingindustry