自供电的可穿戴设备

当大多数人想到可穿戴设备，他们会想到smartwatches，智能眼镜,甚至智能服装．这些设备作为快速增长市场的一部分，有两个共同点:它们都需要外部电源，而且都需要严格的制造流程。直到现在。

美国圣母大学航空航天与机械工程副教授张彦良博士生杜逸普创造了一种创新的混合打印方法——将多材料气溶胶喷射打印和挤压打印相结合——将功能材料和结构材料集成到一个单一的流线型打印平台上。

张和杜还与普渡大学吴文卓教授领导的团队合作，开发了一种全打印压电(自供电)可穿戴设备。

利用他们新的混合打印工艺，该团队展示了集成了碲纳米线压电材料、银纳米线电极和硅薄膜的可伸缩压电传感器，它符合人类皮肤。然后，研究小组将打印出来的设备连接到人的手腕上，精确地检测手势，并连接到人的脖子上，检测人的心跳。两个设备都没有使用外部电源。

压电材料是制造可穿戴电子设备和传感器方面最有前途的材料之一，因为它们可以通过施加的机械应力而不是通过电源产生电荷。

然而，打印压电器件是一项挑战，因为它通常需要高电场进行极化和高烧结温度。这增加了打印过程的时间和成本，并可能在传感器集成期间对周围的材料不利。

“我们新的混合打印方法的最大优势是能够将广泛的功能和结构材料整合到一个平台上，”张说。“这简化了流程，减少了制造设备所需的时间和能量，同时确保了打印设备的性能。”

张说，纳米结构材料对设计至关重要压电性能，消除了极化或烧结的需要，以及高度可伸缩的银纳米线电极，这对附着在运动身体上的可穿戴设备很重要。

张说:“我们很高兴看到印刷电子产品和可穿戴设备将会有广泛的机会，因为这是一个非常多功能的印刷过程。”

他们的工作发表在纳米能量．