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近日，記者從西安交通大學(xué)獲悉，該校秦立果團(tuán)隊(duì)和楊森團(tuán)隊(duì)仿照生物界中的鮑魚殼的結(jié)構(gòu)制備，采用磁輔助3D打印技術(shù)制備出在三維方向適應(yīng)應(yīng)力分布的復(fù)合材料，經(jīng)調(diào)控，該復(fù)合材料具有局部定制化彈性模量的同時(shí)兼具耐磨特性。研究發(fā)現(xiàn)，以此復(fù)合材料作為傳感器的封裝耐磨性能遠(yuǎn)超同類。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《先進(jìn)功能材料》。
近年來，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人和數(shù)字健康等領(lǐng)域的進(jìn)步，柔性可穿戴傳感器引起了科研人員的大量關(guān)注，由于日常穿戴及運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的磨損繼而引發(fā)其失效的問題仍然是制約其應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。 西安交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在打印體系內(nèi)加入由磁誘導(dǎo)制備的二維納米鏈條作為增強(qiáng)相，在不增加柔性基底剛度的同時(shí)，克服其摩擦系數(shù)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(zhǎng)時(shí)間的壽命試驗(yàn)中，定制化的傳感器表現(xiàn)出了優(yōu)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(xiàng)研究利用分子動(dòng)力學(xué)揭示了液態(tài)金屬本征親柔性基底的特點(diǎn)，通過機(jī)械外力破除其氧化層使其更好地與基底粘接，實(shí)現(xiàn)可控的液態(tài)金屬打印。這一工作為可穿戴設(shè)備長(zhǎng)期服役帶來了一種新的設(shè)計(jì)方法，可以有效地保護(hù)傳感器延長(zhǎng)其使用壽命，推動(dòng)柔性穿戴設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展。 據(jù)了解，這項(xiàng)研究是團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)化學(xué)會(huì)•應(yīng)用材料與界面雜志》上發(fā)表關(guān)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。 |
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