來(lái)自倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的一組研究人員通過(guò)3D打印機(jī)開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，將銀，金和鉑等金屬3D打印到天然織物上。該過(guò)程還可用于將電池，無(wú)線(xiàn)技術(shù)和傳感器結(jié)合到紙和棉紡織品中。該技術(shù)可以有多種應(yīng)用，包括新的低成本醫(yī)療診斷工具，用于測(cè)量空氣污染的無(wú)線(xiàn)供電貼紙傳感器，可用來(lái)監(jiān)控佩戴者的健康等。

  這不是第一次將金屬打印到織物上，在以前，該過(guò)程會(huì)在織物上涂上塑料，雖然這樣做能起到防水的作用，但是很容易碎。他們?cè)陬}為“使用金屬墨水作為織物的金屬自化器，用于生物傳感器，電池和能量收集”的論文中描述目前研究人員可以實(shí)現(xiàn)讓金屬墨水覆蓋整個(gè)纖維而不是簡(jiǎn)單的涂覆在織物的表面上。

生物工程系博士候選人Max Grell說(shuō)：“織物無(wú)處不在，有些形式如紙，采用這種金屬化織物的新方法，可以創(chuàng)造出新的高級(jí)應(yīng)用?！?/p>

      研究人員首先在硅的微觀(guān)顆粒中覆蓋纖維，然后將材料浸入含有金屬離子的溶液中。該過(guò)程被稱(chēng)為墨水自動(dòng)催化金屬化或SIAM，并且當(dāng)離子沉積在硅顆粒上時(shí)，實(shí)現(xiàn)讓金屬在材料中生長(zhǎng)。該技術(shù)在整個(gè)織物上涂覆金屬，使紙張和紡織品能夠保持吸水和柔韌性的能力，同時(shí)還提供大的金屬表面。許多先進(jìn)技術(shù)要求這些特性發(fā)揮作用，特別是傳感器和電池，其中溶液中的離子必須與金屬中的電子相互作用。

      研究人員為了進(jìn)行概念驗(yàn)證研究，將硅墨水手工丟棄到織物上，但他們也說(shuō)這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)大型傳統(tǒng)3D打印機(jī)進(jìn)行放大和執(zhí)行。

 例如，研究人員在紙上印刷銀線(xiàn)圈天線(xiàn)，可用于無(wú)接觸支付系統(tǒng)等無(wú)線(xiàn)設(shè)備中的數(shù)據(jù)和電力傳輸。 他們還將銀沉積在紙上然后添加鋅以形成電池，并使用該技術(shù)生產(chǎn)一系列傳感器，包括基于紙張的傳感器，以檢測(cè)約翰氏病的遺傳指標(biāo)。

      研究人員表示，天然面料制造的傳感器更便宜，更易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，可用于監(jiān)測(cè)健康的衣服。

 “我們選擇了來(lái)自不同領(lǐng)域的應(yīng)用程序來(lái)展示這種方法的多樣性和實(shí)現(xiàn)方式，”Grell說(shuō)。 “它涉及很多合作，我們希望我們已經(jīng)證明了這種方法的潛力，因此專(zhuān)門(mén)研究不同領(lǐng)域的人可以開(kāi)發(fā)這些應(yīng)用程序。 這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于它還可以結(jié)合不同的技術(shù)來(lái)提供更復(fù)雜的應(yīng)用，例如，可以在紙上3D打印低成本傳感器，然后通過(guò)非接觸式技術(shù)傳輸他們收集的數(shù)據(jù)。 這對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)和廉價(jià)地進(jìn)行診斷測(cè)試的發(fā)展中國(guó)家尤其有用。"

      研究人員證明，與傳統(tǒng)方法相比，使用他們的方法制造線(xiàn)圈天線(xiàn)的成本僅為0.001美元，而傳統(tǒng)方法的成本為0.05美元。該團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)了專(zhuān)利正在尋找行業(yè)合作伙伴,下一步是演示在新的應(yīng)用程序中使用新的方法。