美国莱斯大学和新加坡国立大学科学家共同开发出一种近场微波3D打印新工艺,突破了困扰电子科技类产品制作范畴十余年的困局:如安在加热打印油墨时不伤及下方已铺好的资料,然后让不同功用的资料在电子科技类产品制作中一次成型。相关论文发表于新一期《科学发展》杂志。
研讨团队运用一种受超资料启示的近场电磁结构(Meta-NFS),将微波能量紧缩进一个仅有发丝粗细的关闭加热区,使其在3D打印进程中只对电子墨水定点加热,周围资料则安然无恙,大幅度的降低了损害危险。
团队表明,这种选择性加热的才能,让他们得以在温度灵敏资料的“包围圈”中,对油墨的功用特点进行空间编程。这在某种程度上预示着,无需繁复设施与密布手艺,Meta-NFS与3D打印技能结合,就能将各种形状的电子线路植入生物聚合物甚至活体安排等各种基材之中。
测验成果为,即使在单次打印中,新系统也能对电子元件的功用特性接连进行空间编程。例如,只需微调微波参数,就能精准掌握加热温度,然后操控打印颗粒的微观结构。如此一来,单次打印就能创立机械和电子功用存在数量级差异的多功用电路,且全程无需替换资料。
该近场微波打印技能能现场处理并编程从金属、陶瓷到热固性聚合物的各类资料。即使方针资料被层层包裹,微波的选择性穿透力仍然能深化内部精准加热。
作为概念验证,团队将无线应变传感器直接打印在常用于人工关节的超高分子量聚乙烯上,造出能监测应力与磨损的“电子增强”植入物。他们还将无线传感器直接印在了牛股骨与鲜活的叶片外表,为了解和操控生物进程拓荒了全新或许。(记者刘霞)
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