研究人员利用3D打印和弹性体开发可拉伸电子

根据市场和研究的数据显示，全球可穿戴医疗器械市场预计在未来五年内的年复合增长率将达到18％，到2021年将达到120亿美元。据悉，可拉伸和可弯曲电子学的发展可以加速这种增长，而3D打印则是一种很好的工具。一篇发表在2017年1月版“Micromachines”的论文探讨了这一主题。

“可以拉长或扭曲的电子组件，可以很快用于为电子产品、车辆、医疗设备和其他产品的车载系统供电，”Andrew Careaga在密苏里科技大学网站上写道。大学研究人员在题为“基于弹性力学和弹性导体图形技术的材料”的论文中解释了3D打印技术将如何与弹性体组合以实现这些性能。

克服柔性弹性体基体和脆性电子导体之间的不匹配是开发可拉伸电子器件的主要挑战之一。根据密苏里科技大学机械和航空航天工程助理教授Heng Pan博士和本文的合着者所说，最经济的解决方案是增材制造。他和研究人员正在测试他们所谓的直接气溶胶打印，这是一个涉及在可拉伸基底上喷涂导电材料以开发可以放置在皮肤上的传感器的过程。

“随着设备的复杂性和分辨率的提高，对图案化技术比预期有着更高要求，”研究人员说道。作为添加制造方法的直接打印将满足这些要求，并且在原型制造和制造两者中提供低成本和高速度。它可能是一种可伸缩电子产品的成本效益和可扩展制造的解决方案。

“导线可以在某一天替换刚性、脆性的电路板，为今天的许多电子设备提供电源，”Careaga说道。“例如，它们可以用作粘附到皮肤上以监测心率或大脑活动的可穿戴传感器，作为服装中的传感器或作为可以涂抹到弯曲表面上的薄太阳能电池板。”

在这些具有嵌入式电子器件的适形器件进入市场之前，需要克服许多其它挑战，如开发用于存储能量的可拉伸电池，以及证明电子器件和材料将一起执行和老化。