在同轴层的结构中选择不同的材料可以制造出多用途的智能纺织品。举例说明了性能优越的丝绸能量收集织物和储能织物。©张莹莹/事件

为了制造舒适的可穿戴电子产品，中国的一组研究人员开发了一种3D打印机，将电子柔性纤维沉积在过渡纺织品或衣服上。北京清华大学的研究人员在织物上印制了可以收集和储存电能的图案。他们用装有同轴针的3D打印机在布料上绘制图案、图片和文字，使布料能够将运动转化为能量。这一进展出现在3月27日

研究人员在一篇新论文中描述了他们在3D打印方面的努力课题，细胞出版社的新材料科学杂志。

清华大学化学系教授、资深作者张颖（音译）解释说：“我们使用一台配有自制同轴喷嘴的3D打印机直接在纺织品上打印纤维，并证明它可以用于能源管理目的。”。“我们提出了同轴喷嘴方法，因为单轴向喷嘴一次只允许打印一种墨水，因此极大地限制了打印结构的组成多样性和功能设计。”

张和她的同事使用两种墨水制作了他们的第一件3D打印电子纺织品——一种碳纳米管溶液，用于构建纤维的导电芯和绝缘护套的蚕丝。充满墨水的注射器连接到固定在3D打印机上的同轴喷嘴。这些用于绘制客户设计的图案，例如汉字的含义印刷，英语单词丝，还有一张鸽子的照片。

此图显示了用于能源管理的智能服装及其性能。©张莹莹

这种方法不同于其他将电气元件（如LED纤维）手工缝制到织物中的群体，但这些多步骤过程需要大量人力和时间。使用3D打印机的优势在于，它可以在一个步骤中将多种功能构建到织物中。这种方法也很便宜，易于扩展，因为喷嘴与现有的3D打印机兼容，并且零件可以互换。然而，缺点是打印内容的分辨率受限于3D打印机的机械运动精度和喷嘴的尺寸。

“我们希望这项工作将激励其他人建造其他类型的3D打印机喷嘴，以产生具有丰富成分和结构多样性的设计，甚至整合多个同轴喷嘴，一步生产多功能电子纺织品，”张说。“我们的长期目标是设计具有前所未有性能的灵活、可穿戴混合材料和电子产品，同时开发新技术，用于实际生产具有集成功能的智能可穿戴系统，如传感、驱动、通信等。”

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