3D打印的灵活压电传感器用于集成混合电子产品

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 智能材料,特别是压电材料,对于响应系统至关重要,因为它们具有传感和执行能力.
• 3D打印为将智能材料集成到复杂的多功能设备提供了一个平台.

研究的目的:

• 为灵活的压电设备开发直接墨水写作 (DIW) 3D打印方法.
• 优化电抛光条件,以提高压电性能.
• 为了展示使用3D打印的压电材料制造功能性智能设备.

主要方法:

• 作为DIW 3D打印的功能性油墨,采用溶液加工的聚乙烯化物-共三乙烯 (PVDF-TrFE) 作为功能性油墨.
• 进行了基于铁电和驱动的表征,以优化抛光.
• 制造了三个概念验证设备:可穿戴的人机界面,电子皮肤和混合电子系统.

主要成果:

• 实现了高性能3D打印的PVDF-TrFE传感器,其d₃₁系数为12.70 ± 0.71 pC·N^-1.
• 成功制造功能性可穿戴的压电传感器,并将其集成到智能设备中.
• 展示了3D打印用于创建多功能混合电子系统的多功能性.

结论:

• 3D打印是制造高性能压电材料和设备的可行方法.
• 开发的方法可以创建可穿戴的压电传感器,用于各种应用.
• 3D打印有助于无集成多功能混合电子系统.