国外开发出可直接打印在皮肤上的金属可穿戴传感器

来源:西贝网
包括宾夕法尼亚州立大学工程师在内的一个国际研究团队开发出了一种工艺,可以直接在皮肤上打印金属可穿戴传感器,而过程中不需要加热。新工艺帮助可穿戴传感器从简单的电极发展为能够为用户提供生物识别测量和提供足够舒适度的可弯曲设备。

  包括宾夕法尼亚州立大学工程师在内的一个国际研究团队开发出了一种工艺,可以直接在皮肤上打印金属可穿戴传感器,而过程中不需要加热。新工艺帮助可穿戴传感器从简单的电极发展为能够为用户提供生物识别测量和提供足够舒适度的可弯曲设备。

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  该研究的第一作者,来自中国哈尔滨工业大学的Ling Zhang表示,该团队利用新型烧结辅助层创造了一种简单且普遍适用的制造技术,可以直接打印身上的传感器。

  该团队此前曾开发出可用于可穿戴传感器的柔性印刷电路板。然而,使用以前的技术不可能直接在皮肤上打印,因为传感器中的金属元件需要进行粘合过程,即所谓的烧结。该过程通常需要华氏572度左右的温度才能将传感器中的银纳米颗粒粘合在一起。

  显然,皮肤无法承受如此高的温度。研究人员在其中添加了一种纳米粒子,可以让银粒子在华氏212度左右的较低温度下烧结。该方法的温度低到可以在布和纸上印刷传感器,但对于人的皮肤来说温度还是太高了。

  在改变辅助层的配方和改变印刷材料后,研究人员能够在室温下烧结。室温辅助层由聚乙烯醇浆料和蛋壳中的碳酸钙组成。

  新层减少了表面粗糙度,使超薄的金属图案层能够弯曲和折叠,同时保持其导电能力。在印刷之后,研究人员用吹风机在冷却状态下去除墨水中用作溶剂的水。结果非常令人鼓舞,传感器可以连续捕捉温度、湿度、血氧水平和心脏性能信号。传感器还可以在网络中连接起来,具有无线传输功能,印制的传感器即便是在温水淋浴时也很容易拆卸。

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