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智能纺织品

喷墨打印更简单的电子纺织品

寻找柔性电子产品和纺织品制造方法之间的共同原因。

2021年7月1日

纺织品创新
|美国北卡罗来纳州

运动/户外保护

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经在聚酯织物上打印了导电墨水层,从而制造出可用于未来可穿戴设备设计的电子纺织品。

由于这种打印方法可以在室温和正常大气条件下进行,研究人员认为喷墨打印可以提供一种更简单、更有效的制造电子纺织品的方法。此外,柔性电子工业中常见的技术可以扩展到纺织制造业。这项工作发表在杂志上ACS应用材料与界面

北卡罗来纳州立大学纺织工程、化学和科学教授杰西·s·朱尔(Jesse S. Jur)说:“喷墨打印是一项迅速发展的技术,用于柔性电子产品,制作用于手机显示屏和其他设备的薄膜。”“我们认为这种打印方法——使用的材料和工艺在电子和纺织行业都很常见——也显示出为可穿戴设备制造电子纺织品的前景。”

Fujifilm Dimatix喷墨打印机用于创建耐用和灵活的电子纺织材料。挑战的一部分是找到合适的材料组成,以确保液体墨水不会渗入纺织材料的多孔表面,失去导电能力。

“对电子纺织行业来说,印刷电子纺织品一直是一个非常大的挑战,”北卡罗来纳州立大学前研究生Inhwan Kim说。“我们想一层一层地建造一个结构,这是以前用喷墨打印在纺织品上做过的。对我们来说,找到合适的材料构成是一场巨大的斗争。”

多层导电银墨水像三明治一样印在两种液体材料上——聚氨酯-丙烯酸酯和聚(4-乙烯基苯酚)——它们起绝缘体的作用。打印后,用显微镜观察材料的表面。绝缘材料的化学性质,以及纺织纱线,在保持液态银墨水导电能力和防止它穿透多孔织物方面被证明是重要的。

“我们希望在中间有一层坚固的绝缘层,但我们想让它尽可能薄,以使整个结构变得薄,并尽可能地提高电力性能,”Kim说。“如果面料太笨重,人们就不想穿了。”

电子纺织品的电性能在超过100次弯曲循环后仍然保持不变,与使用需要特殊设施和大气条件的方法创建的电子纺织品相比,将继续提高电性能,并增加透气性。

Kim说:“我们能够在织物上涂上一层既耐用又灵活的多层材料。”“美妙之处在于,我们用喷墨打印机完成了所有工作,没有使用任何分层或其他方法。”

www.ncsu.edu

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