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近日,記者從西安交通大學獲悉,該校秦立果團隊和楊森團隊仿照生物界中的鮑魚殼的結構制備,采用磁輔助3D打印技術制備出在三維方向適應應力分布的復合材料,經調控,該復合材料具有局部定制化彈性模量的同時兼具耐磨特性。研究發現,以此復合材料作為傳感器的封裝耐磨性能遠超同類。相關成果發表于國際期刊《先進功能材料》。
近年來,物聯網、工業4.0、大數據、人工智能、機器人和數字健康等領域的進步,柔性可穿戴傳感器引起了科研人員的大量關注,由于日常穿戴及運動過程產生的磨損繼而引發其失效的問題仍然是制約其應用的關鍵因素之一。 西安交通大學科研團隊創新性地在打印體系內加入由磁誘導制備的二維納米鏈條作為增強相,在不增加柔性基底剛度的同時,克服其摩擦系數高(本工作比純聚二甲基硅氧烷降低了27.7%)及耐磨性差的難題。 在長時間的壽命試驗中,定制化的傳感器表現出了優異的抗磨損性能,定制化的封裝層可以推廣至更多的柔性穿戴器件。在傳感層方面,這項研究利用分子動力學揭示了液態金屬本征親柔性基底的特點,通過機械外力破除其氧化層使其更好地與基底粘接,實現可控的液態金屬打印。這一工作為可穿戴設備長期服役帶來了一種新的設計方法,可以有效地保護傳感器延長其使用壽命,推動柔性穿戴設備領域發展。 據了解,這項研究是團隊在《美國化學會•應用材料與界面雜志》上發表關于3D打印功能表面柔性電子器件之后的又一重要研究成果。 |