Ændret, 3D-printbar legering viser løfte om fleksibel elektronik, bløde robotter

Forskere ved Oregon State University's College of Engineering har taget et vigtigt skridt i retning af hurtig fremstilling af fleksible computerskærme og andre strækbare elektroniske enheder, herunder bløde robotter.

Fremskridtet fra et team inden for kollegiets Collaborative Robotics and Intelligent Systems Institute baner vejen mod 3D -print af høje, komplicerede strukturer med en meget ledende galliumlegering.

Forskere putter nikkel nanopartikler i det flydende metal, galinstan, at fortykke det til en pasta med en konsistens, der er egnet til additiv fremstilling.

"Den løbende legering var umulig at lægge i høje strukturer, "sagde Yi? det Mengüç, adjunkt i maskinteknik og medsvarende forfatter på undersøgelsen. "Med den pastaagtige tekstur, det kan være lagdelt, samtidig med at det bevarer sin kapacitet til at flyde, og at strække indersiden af ​​gummirør. Vi demonstrerede potentialet for vores opdagelse ved at 3D-udskrive et meget elastisk to-lags kredsløb, hvis lag væver ind og ud af hinanden uden at røre ved det. "

Fund blev for nylig offentliggjort i Avancerede materialeteknologier .

Galliumlegeringer bruges allerede som det ledende materiale i fleksibel elektronik; legeringerne har lav toksicitet og god ledningsevne, plus de er billige og "selvhelbredende" - i stand til at hænge sammen igen ved brudpunkter.

Men inden ændringen udviklet på OSU, som brugte sonikering - lydens energi - til at blande nikkelpartiklerne og det oxiderede gallium i det flydende metal, legeringernes udskrivbarhed var begrænset til 2-dimensionel.

Til denne undersøgelse, forskere trykte strukturer op til 10 millimeter høje og 20 millimeter brede.

"Udskrivning af flydende metal er en integreret del af det fleksible elektronikfelt, "sagde medforfatter Do? an Yirmibe? o? lu, en robotik ph.d. studerende på OSU. "Additiv fremstilling muliggør hurtig fremstilling af indviklede designs og kredsløb."

Feltet indeholder en række produkter, herunder elektrisk ledende tekstiler; bøjelige displays; sensorer til drejningsmoment, tryk og andre former for belastning; bærbare sensordragter, såsom dem, der bruges til udvikling af videospil; antenner; og biomedicinske sensorer.

"Fremtiden er meget lys, "Yirmibe? O? Lu sagde." Det er let at forestille sig at lave bløde robotter, der er klar til brug, det vil bare gå ud af printeren. "

Galliumlegeringspastaen viser flere nye funktioner inden for fleksibel elektronik, tilføjede med-tilsvarende forfatter Uranbileg Daalkhaijav, Ph.d. kandidat i kemiteknik.

"Det kan laves let og hurtigt, "Sagde Daalkhaijav." Strukturændringen er permanent, pastaens elektriske egenskaber er sammenlignelige med rent flydende metal, og pastaen bevarer selvhelbredende egenskaber. "

Fremtidigt arbejde vil undersøge pastaens nøjagtige struktur, hvordan nikkelpartiklerne stabiliseres, og hvordan strukturen ændres, når pastaen ældes.