2025年8月13日，南极熊获悉，据大西洋理工大学（ATU）报道，该校纳米技术与生物工程研究部门的研究人员开发了一种新型 3D 打印技术，可以将功能性聚合物材料直接3D打印到可拉伸纺织品上。这项技术可提高可穿戴纺织品的能量转换效率，标志着可持续自供电电子产品的重大进步。
相关研究成果以题为“Direct 3D-printed triboactive polymer layers on stretchable conductive fabric for high-performance T-TENGs”的论文发表在《纳米能源》杂志上，由Aswathy Babu博士及多学科研究团队领导，并由Suresh C. Pillai教授指导。研究由格拉斯哥大学、赫瑞瓦特大学以及都柏林大学学院SFI先进制造研究中心I-Form合作完成。
这项创新克服了长期以来与高温加工以及聚合物与织物之间弱界面结合相关的挑战，为下一代可穿戴能量收集系统开辟了新的可能性。它直接解决了几个关键问题：无需使用粘合剂或复杂的多步骤工艺，实现了3D打印聚合物与纺织品之间的优异粘合性，并提供了强大的摩擦电性能。
所制造的器件展现出高输出电压和电流、卓越的耐用性和实际功能，包括能够为小型电子设备供电并实现基于物联网的触摸感应。这些特性使该技术成为可穿戴健康监测和环境传感应用的理想选择。研究团队的突破集中在制造基于纺织品的摩擦纳米发电机（T-TENG），能够将机械运动转化为可用的电能。
研究人员利用低成本熔丝制造 (FFF) 3D 打印技术，成功地将聚丙烯 (PP)（一种摩擦活性热塑性塑料）沉积到导电的柔性织物上。最终形成了一种机械强度高、图案精细的表面，可实现强大的介电织物粘合力和卓越的摩擦电性能。
△首席研究员是纳米技术和生物工程研究部门的苏雷什·C·皮莱（Aswathy Babu ）博士。资料来源：ATU
爱尔兰RI-EPSRC项目首席研究员、ATU纳米技术与生物工程研究组负责人Suresh C. Pillai教授说道：“这是可穿戴能源技术领域的一个重要里程碑。我们的直接3D打印技术在介电聚合物和织物电极之间建立了高度均匀且紧密的结合。这种界面质量对于提高能量转换效率至关重要。通过先进的表面图案化和多层优化，我们显著提高了摩擦电输出，相比传统的制造方法。”
首席研究员 Aswathy Babu 博士说道：“这项研究提供了一种可扩展且经济高效的途径，将能量收集技术融入日常服装。通过利用低成本的3D打印技术，并实现聚合物与织物之间的牢固粘合，我们开发出了适用于实际应用的可清洗、可拉伸且高性能的能量发生器。”
△ATU 纳米技术和生物工程研究小组负责人 Suresh CPillai 教授
这项研究是由爱尔兰研究中心（前身为SFI）和英国工程与物理科学研究委员会（EPSRC）资助的150万欧元合作项目的一部分。研究团队由格拉斯哥大学的Daniel Mulvihill教授领导，成员包括来自ATU、廷德尔国家研究所和英国赫瑞瓦特大学的研究人员。
本项目的总体目标是利用摩擦纳米发电机 (TENG) 技术——一种环保且可持续的能量收集方法——将人体运动转化为可再生能源。由此产生的 T-TENG不仅高效，而且灵活、耐用、可清洗且可扩展——这些特性对于实际应用至关重要。
研究团队展示了这些能量收集器的实际适用性，并成功地将其集成到支持物联网的自适应触摸感应系统中，这表明它们在智能可穿戴设备、实时健康监测、软机器人和环境感应等领域具有直接的潜力。
苏雷什·C·皮莱教授说道：“这项工作标志着我们朝着真正自供电可穿戴电子产品的研发迈出了关键一步。通过结合材料科学、增材制造和物联网集成，我们为新一代可持续、用户友好且智能的设备奠定了基础，这些设备能够实时跟踪数据并实现无线连接。”
ATU校长奥拉·弗林博士说道：“我要赞扬苏雷什·C·皮莱教授、阿斯瓦蒂·巴布博士以及更广泛的研究团队，他们雄心勃勃，致力于通过应用科学解决现实世界的挑战。他们在可穿戴技术领域的研究凸显了智能材料在改变我们监测健康、与环境互动以及为日常使用的设备供电的方式方面的潜力。”
这项研究为可穿戴电子产品中可定制、自给自足的电子纺织品的商业化生产奠定了基础，也为能够响应和适应用户和环境的能源自主设备开辟了新视野。
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