Galistan3D打印。圖片來源：俄勒岡州立大學

    俄勒岡州立大學工程學院的研究人員已經朝著柔性計算機屏幕和其他可拉伸電子設備的快速制造方向邁出了關鍵一步，其中包括柔性機器人。

    該學院協作機器人 與智能系統研究所研究團隊的研究成果為多維復雜結構的高導電鎵合金的三維打印鋪平了道路。

    研究人員把鎳納米顆粒放入galinstan金屬液中，稠化成糊狀，以適合于添加劑的制造。

    機械工程助理教授及論文共同作者Yi?it Mengü？說：“流動的合金不可能分層成高的結構，但在糊狀的紋理輔助下，它可以分層，同時保持其流動能力，并延伸到橡膠管內。我們通過3D打印出一個非常有彈性的兩層電路層織出彼此不接觸來證實了我們發現的潛力。”

    這項成果最近發表在先進材料技術上。

    鎵合金已經被用作柔性電子材料的導電材料，這些合金具有低毒性和良好的導電性，此外，它們價格低廉，而且可以“自我修復”——能夠在斷裂點處重新連接起來。

    但在此前的俄亥俄州立大學改造開發中，它使用超聲波——聲音的能量——將鎳顆粒和氧化鎵混合到液態金屬中，該合金的印刷適性僅限于二維。

    在這項研究中，研究人員的印刷結構將高達10毫米，寬達20毫米。

    俄亥俄州立大學機器人專業博士生及該文章共同作者Doan Yirmibeolu說：“液態金屬印刷是柔性電子領域的重要組成部分，添加劑制造能夠快速制造復雜的設計和電路。”

    這個領域有一系列特征性產品，其中包括導電紡織品；可彎曲的顯示器；扭矩、壓力和其他類型應變傳感器；可穿戴傳感器套裝，如那些用于視頻游戲開發的天線；生物醫學傳感器等。

    Yirmibeolu說：“未來是非常光明的，我們很容易想象可運行的柔性機器人將從打印機中走出來。”

    化學工程博士候選人及共同通訊作者Uranbileg Daalkhaijav補充道：“鎵合金糊顯示了柔性電子領域的新特點。”

    Daalkhaijav說：“它可以方便快捷地制作出來，結構變化是永久性的，其電性能可與純液態金屬相媲美，糊狀物保留了其自愈特性。”

    未來的工作將集中探討糊料的確切結構，鎳顆粒是如何穩定的，以及結構如何隨著糊齡的變化而變化。

    海軍研究青年調查員計劃辦公室對這項研究給予了支持。

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責任編輯：殷鵬飛

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