供稿人:雷奇，賀健康 發(fā)布日期：2017-05-31
隨著3D打印技術(shù)以及材料科學(xué)的發(fā)展，利用3D打印技術(shù)制造電子器件受到越來越多的關(guān)注，幾乎在各個領(lǐng)域，包括信息、能源、醫(yī)療、國防等，都具有廣闊應(yīng)用前景。3D打印技術(shù)在柔性電路、晶體管、傳感器、電池和電容等方面已經(jīng)取得了一定的研究進展。
例如，利用3D打印技術(shù)制作的柔性電子可以在彎曲或拉伸的情況下保持穩(wěn)定性，可滿足便攜性、柔性、可穿戴性等需求，該技術(shù)已應(yīng)用于制作柔性晶體管，柔性壓力傳感器，柔性太陽能電池等[1]。英國的學(xué)者利用碳墨水打印出了一種柔性傳感裝置，采用的材料為炭黑和聚己內(nèi)酯熔融混合而成的導(dǎo)電墨水，可在柔性基底上打印出的結(jié)構(gòu)具有良好的導(dǎo)電性、應(yīng)變傳感特性和穩(wěn)定性。圖示為將傳感材料打印在一個簡易手套上，該裝置可以靈敏地反映出手指的彎曲情況[2]。
圖1 3D打印的應(yīng)變傳感器
再如，來自哈佛大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出了一種能夠3D打印鋰離子電池部件的墨水和工具[3]。他們利用含有Li4Ti5O12 和LiFePO4的墨水作為陽極和陰極材料，打印出了多層相互交叉的電池結(jié)構(gòu)，該電池具有極小的體積膨脹系數(shù)，從而保證了其在充 放電過程中的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)電池相比，3D打印的微電池結(jié)構(gòu)緊湊、空間利用率大，具有更高的能量密度。該團隊所制備的3D打印微電池有望應(yīng)用在微電子以及植入式生物器械方面。
圖2 3D打印的微電池
雖然3D打印的電子產(chǎn)品大多尚處在研發(fā)階段，但可以相信，隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，該技術(shù)不僅在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域會有令人難以置信的作為，而且還會普及家庭，深入人們生活的方方面面。