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三维印刷可伸展触觉传感器用电子墨水

技术#20170298-20170299

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3D PrintingTactile SensorTactile Sensor ApplicationFlexible Electronics
类别
研究人员
迈克尔·麦卡尔平博士
副教授,机械工程
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郭霜状
博士后副教授,机械工程
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开颜秋博士
博士后副教授,机械工程
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翻本萌
博士后副教授,机械工程
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朴成贤
研究员,机械工程
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凯文镍
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出版物
三维印刷可伸展触觉传感器
先进的材料, 第29卷,问题27,2017年7月19日

具有可调谐的可印刷性和导电性的电子墨水

柔性触觉传感器,3D印刷有电子墨水,可以检测和区分人的运动(例如,径向脉冲和手指按压/弯曲)。可伸展传感器由放置在两个拉伸电极层之间的导电线圈的。一个自定义的,多官能的3D印刷工艺印刷银浸渍聚硅氧烷油墨具有可调谐的可印刷性和导电性以制造并在环境条件下固化该传感器。银负载量的在硅氧烷油墨的程度是可控的,并且可以用来改变传感器的行为。

三维可印刷触觉传感器

测量常用方法的触觉刺激包括电容和压阻机制。电容传感器表现出优异的灵敏度,线性度和温度不变性,但电磁干扰会影响它们的性能。新方法制造的压阻式传感器到人造皮肤直接到适形,几何形状复杂的结构可能会扩大其影响。这种新方法通过编造的纳米复合材料的油墨优化,三维扫描,和多材料三维打印的组合印刷伸缩性触觉传感器3d上。传感器显示出高的性能/灵敏度为需要压力/触觉传感器和阵列的任何应用中。

好处和特点:

  • 检测并区分人类活动(例如,径向脉冲和手指按压/弯曲)
  • 温和/环境条件下制造
  • 简单的自定义3D打印过程
  • 可以直接施用于皮肤或敏感元件
  • 柔性的,拉伸的,敏感
  • 可调的拉伸性和导电性
  • 结构完整性承受干燥而没有分层或失真
  • 印刷在柔性基板上
  • 打印到任意的表面
  • 可打印成大型阵列
  • 多功能,多材料3D印刷(扫描和打印)过程
  • 可调印刷适性
  • 导电性和压阻响应的范围
  • 3D使用市售的有机硅,银颗粒和添加剂的印刷
  • 固化的弹性体油墨模仿高度的灵活性和人体皮肤的伸展性
  • 与生物基质或材料兼容(例如,能够检测人体运动的应变传感器)

应用:

  • 穿戴式/柔性电子监测心脏速率和/或血压
  • 触觉传感器
  • 3D打印,与其他3D打印设备集成
  • 可穿戴电子产品和设备
  • 假肢,假肢仿生皮,机器人,人工皮肤
  • 提供外科手术工具与触觉
  • 触觉反馈
  • 采用耐用,灵活,弹性传感器的应用
  • 能量收集装置
  • 软机器人
  • 软力学
  • 生物力学能量收集
  • 生物,非生物界面
  • 触觉反馈
  • 提供外科手术工具触感反馈

发展阶段

传感器

原型:设备已经制造和表征。

油墨

工作原型:油墨配制并用于制造设备(传感器)。