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3D打印技术突破 低成本可穿戴柔性碳纳米管制造成为可能

2016-05-10 13:44
络遇
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     据3Ders网站2016年5月4 日报道]纳米正在以惊人的速度被开发。上周在耶路撒冷希伯来大学举行的先进材料领域技术创新会议中,展出了创纪录的多项基于新型纳米技术解决方案。其中包括一种生产纳米管传感器的潜在革命性技术。以色列研究人员使用新型基于喷墨的3D打印技术,开发出一种低成本碳纳米管传感器生产的解决方案,这种可集成到混合动力设备元件中,用于小型电子设备中,如可穿戴式生物传感器。

  希伯来大学计算机科学与工程学院Yossi Paltiel教授和Shlomo Magdassi教授组成的研究团队已开发出这种创新的解决方案。总的来说,他们的创新推动了更广泛的各种低成本小型设备,如传感器、发射器、晶体管和其他小型互动设备的发展。可以确定的是,纳米管传感器已存在,是重要的电子和光电子构筑材料。不幸的是,它们的应用有限。目前的碳纳米管是不透明的,生产成本昂贵(尤其对于大型阵列来说),不得不在刚性表面制造而成,不能被轻易地嵌入到非常小的物体中。

  这大大限制了碳纳米管的应用,因为理想的传感器应用是柔性的(如可穿戴设备),并嵌入到设备元件中。开发人员表示,“目前,用于组合设备元件和传感器的工艺,无论是在设计和实践中仍然非常传统,因此设备元件模块的结构和功能与传感模块的结构和功能是分开的,设备元件和传感器在互动设备结构中是非常关键的组件,但在很多情况下,它们每个都以冗余的方式测量同一物理功能。”因此,有效和小型独立制造的应用,如可穿戴和灵活的生物传感器机会不可能去制造。

  因此,以色列研究团队一直在寻找具有成本效益的生产解决方案,打破这种模式。他们相信,已在基于喷墨的3D打印领域找到解决方案。正如他们在新闻发布会上透露的,他们定制的3D打印解决方案生产出混合型纳米晶体/碳纳米管,可将其3D打印到柔性表面。该技术甚至可通过选择特定的纳米晶体,用于在紫外光近红外范围内的可调谐传感器。更重要的是,它在室温下工作,由于对材料和生产空间的有效使用,其价格低廉。

  虽然该技术的具体细节目前尚不清楚,但以色列研究人员确实说过,这种技术很容易将传感器放大,可用于任何类型(柔性)表面,甚至是汽车或建筑物。他们补充道,“它可用于将传感器集成至机械组件中,生产混合元件,这些元件能够执行机械功能,感知自身性能。”这使得它成为各种互动(金属)系统和传感器的最优选择,包括放射线检测设备。碳纳米管传感器也可用于构建一个人机接口(HCI)。

  该技术已获得专利,生产出一个验证概念。研究人员目前正在努力将这些混合元件纳入到各种应用中,包括触觉设备,以展示该技术的通用性。同时,Yissum研究开发公司正在寻找商业合作伙伴提供援助。

  这一兴奋的纳米技术突破是希伯来大学纳米科学和纳米技术中心众多创新之一。在2015年,该学校提交了86项围绕纳米技术应用的专利,并成立8个独立的基于纳米技术的公司。预计,这项3D打印技术突破将会推动希伯来大学正在进行的项目。

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