上海应用技术大学使用DLP技术3D打印柔性运动传感器

3D打印前沿
2020
06/09
16:18
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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。

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△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。


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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。


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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




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