在诸多领域内,尤其是伴随着工业 4.0 和物联网的发展,压力监控变得越来越关键。特别是在生物工程领域,传感器能够提供关键的生理学数据。然而,利用金、银及柔性材料(如聚二甲基硅氧烷)生产传感器的传统方法,往往成本高昂且在适应不同应用场景上存在局限性。
增材制造技术使得传感器的生产过程得以简化,有效缩减了生产时间和材料损耗。其中,熔融沉积建模(FDM)技术特别适用于成本效益高的原型开发。FDM 利用可熔性塑料丝料生产传感器,并可通过添加石墨烯或碳纳米管等导电材料以赋予其所需的电气和机械性能。
最新来自意大利 Universitá Campus Bio-Medico di Roma 的研究聚焦于利用 FDM 技术创制全新的3D打印导电传感器。这些由导电聚氨酯热塑性弹性体 (TPU) 丝料制作的传感器柔软、灵活,非常适合用于可穿戴设备。研究人员通过测试不同的连接形状(如圆顶、金字塔、柱状)及填充率(20%、50%、100%),评估这些变量如何影响传感器的性能。实验结果显示,传感器的灵敏度和机械性质随着这些因素的不同而有所变化。
机械测试表明,圆柱形传感器最为坚硬,而金字塔形传感器在压缩下表现出最大的形变。电机械测试结果指出,填充率为 100% 的金字塔形传感器敏感度最高,这一点对它们的功能性有着重大的影响。
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