Het potentieel voor draagbare elektronica gaat veel verder dan slimme horloges, maar onze huidige opties voor batterijpakketten en printplaten zorgen niet voor de meest comfortabele E-socks. Een oplossing, ontwikkeld door wetenschappers in China, is om eenvoudig flexibele vezels op overgangstextiel of kleding te printen. Bijvoorbeeld, ze drukten patronen af ​​die elektriciteit kunnen oogsten en opslaan op stoffen. Met een 3D-printer uitgerust met een coaxiale naald, ze tekenden patronen, afbeeldingen, en belettering op doek, waardoor het de mogelijkheid heeft om beweging om te zetten in energie. Het voorschot verschijnt 27 maart in Materie , een nieuw materiaalwetenschappelijk tijdschrift van uitgever Cell Press.

"We hebben een 3D-printer gebruikt die is uitgerust met een zelfgemaakte coaxiale spuitmond om vezels rechtstreeks op textiel te printen en hebben aangetoond dat deze kan worden gebruikt voor energiebeheerdoeleinden, " zegt senior auteur Yingying Zhang, een professor in de afdeling scheikunde aan de Tsinghua University. "We hebben een coaxiale spuitmondbenadering voorgesteld, omdat met enkelassige spuitmonden slechts één inkt tegelijk kan worden geprint. waardoor de compositorische diversiteit en het functieontwerp van gedrukte architecturen sterk worden beperkt."

Zhang en haar collega's maakten hun eerste 3D-geprinte E-textiel met behulp van twee inkten - een koolstof nanobuis-oplossing om de geleidende kern van de vezels en zijderupszijde voor de isolerende omhulling te bouwen (hoewel andere laboratoria materialen konden kiezen die zich aanpassen voor flexibiliteit, biocompatibiliteit, en waterdichtheid). Injectiespuiten gevuld met de inkten werden aangesloten op de coaxiale spuitmond, die op de 3D-printer was bevestigd. Deze werden gebruikt om door de klant ontworpen patronen te tekenen, zoals Chinese karakters die AFDRUKKEN betekenen, het Engelse woord SILK, en een foto van een duif.

Deze aanpak verschilt van andere groepen die handmatig elektrische componenten naaien, zoals LED-vezels, in stoffen, maar deze meerstapsprocessen zijn arbeidsintensief en tijdrovend. De kracht van het gebruik van een 3D-printer is dat het in één stap veelzijdige functies in stoffen kan inbouwen. De aanpak is ook goedkoop en eenvoudig op te schalen, omdat het mondstuk compatibel is met bestaande 3D-printers, en de onderdelen kunnen worden verwisseld. Echter, een nadeel is dat de resolutie van wat kan worden geprint beperkt is tot de mechanische bewegingsnauwkeurigheid van de 3D-printer en de grootte van de spuitmonden.

"We hopen dat dit werk anderen zal inspireren om andere soorten 3D-printernozzles te bouwen die ontwerpen kunnen genereren met een rijke samenstelling en structurele diversiteit en zelfs om meerdere coaxiale nozzles te integreren die in één stap multifunctioneel E-textiel kunnen produceren, " zegt Zhang. "Ons doel op lange termijn is om flexibele, draagbare hybride materialen en elektronica met ongekende eigenschappen en, tegelijkertijd, nieuwe technieken ontwikkelen voor de praktische productie van slimme draagbare systemen met geïntegreerde functies, zoals voelen, aansturen, communiceren, enzovoort."