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中国科学家在可穿戴传感器领域取得新突破,突破打印精度极限

时间:2024-05-22 18:08:33 科技赋能

随着智能终端的普及,可穿戴电子设备展现出巨大的市场前景;作为可穿戴设备最重要的核心部件,传感器将发挥至关重要的作用,对其未来的功能发展产生重要影响。

印刷技术是对材料进行图案化的有效方法。

然而,传统印刷技术的制造精度通常为数十微米,且需要光敏蚀刻等复杂工艺,极易导致环境污染,极大限制了其在微纳器件制造领域的应用。

应用。

在国家自然科学基金委、科技部、中科院的大力支持下,中科院化学所宋彦林团队突破了传统印刷模板和精度的限制技术,使用微米柱阵列作为“印刷板”和含有纳米粒子的“墨水”。

”与柔性基材构建了类似于传统印刷工艺中的“印版、油墨和纸张”的三明治结构。

宋彦林介绍,随着溶剂蒸发,气液固三相接触线有序收缩,纳米粒子在基底上组装,形成微米甚至纳米级导电曲线阵列,且导电曲线精确可控。

周期和幅度,从而获得控制对变形具有敏感电阻响应的微小传感器的能力。

实验中,研究人员将传感器贴在被监测者的皮肤上进行数据采集和分析,实时监测不同环境和心理条件下人体表面微变形相关的生理反应,例如作为复杂的表情识别,有望应用于脉搏监测、心脏监测和远程控制。

这种高精度、高灵敏度传感器的印刷和制造方法突破了传统印刷技术的精度极限,将有效促进印刷制造的可穿戴电子产品和其他微纳功能器件的发展和应用。

该研究成果作为VIP文章发表在近期出版的《先进材料》上。

近年来,中国科学院化学研究所绿色印刷重点实验室科研人员致力于推动印刷技术绿色化、功能化发展,在功能纳米材料可控组装领域开展研究、精细图案技术、印刷电子和设备应用。

系统研究。

通过构建微米级模板结构,控制基底表面液膜的破裂行为,获得精确组装的纳米粒子图案;利用“咖啡环”现象制备线宽可达5微米的金属纳米颗粒图案;利用油墨的三相滑移现象制备出具有特殊三维结构的图案;通过磁性墨水喷墨打印制备特殊的三维柱状结构;通过喷墨打印在软质基材上制备微凹坑和凹槽结构;通过喷墨打印技术构建微米级电极图案作为“模板”来控制纳米材料的组装等。