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在一个新研究北卡罗来纳州立大学研究人员展示了它们可以在聚酯面料上打印导电油墨层，以制造可用于未来可穿戴设备的设计的电子纺织品。
由于这种打印方法可以在室温和正常大气条件下完成，研究人员认为，喷墨打印可以提供一种更简单、更有效的制造电子纺织品的方法，也被称为电子纺织品。此外，研究人员表示，这些发现表明，他们可以将柔性电子工业中常见的技术推广到纺织制造业。他们在杂志上报道了他们的发现ACS应用材料和界面。
“喷墨印刷是一种迅速推进的新技术，用于柔性电子设备，使手机显示器和其他设备中使用的电影，”这项研究的相应作者表示Jesse S. Jur.，纺织工程教授，化学和核武器国家教授。“我们认为这种使用电子和纺织工业常见的材料和过程的印刷方法还显示了为可穿戴设备制造电子纺织品的承诺。”
在研究中，研究人员描述了他们如何使用富士萤石DIMATIX喷墨打印机来创建耐用且灵活的电子纺织材料，他们确实可靠地创建了电子纺织品及其属性。部分挑战是寻找材料的合适组成，因此液体油墨不会通过纺织材料的多孔表面渗透并失去电力的能力。
“打印电子纺织品对电子纺织品行业来说是一个非常大的挑战，”该研究的第一作者Inhwan Kim说，他曾是北卡罗来纳州大学的研究生。“我们想要一层一层地构建一个结构，这是喷墨打印在纺织层上做不到的。对我们来说，找到合适的材料构成是一场大斗争。”
他们通过像三明治一样在两层充当绝缘体的液体材料周围印刷导电银墨水层来创造电子纺织品。他们把这些夹层印刷在一种织成的聚酯织物上。在他们打印出银墨水层和绝缘材料(由聚氨酯-丙烯酸酯和聚(4-乙烯基苯酚)制成)之后，他们用显微镜监测材料的表面。他们发现绝缘材料和纺纱的化学特性对于保持液态银墨水的导电能力和防止其穿透多孔织物非常重要。
“我们希望中间的鲁棒绝缘层，但我们希望将其保持尽可能薄，使整个结构薄，并使电性能尽可能高，”Kim说。“也，如果他们太笨重，人们就不会佩戴它们。”
研究人员在弯曲多次后，评估了E-Textile的电性能。他们测试了超过100个弯曲的弯曲，发现电子纺织品并没有失去电气性能。在未来的工作中，他们希望通过使用需要特殊设施和大气条件的方法创建的电子纺织品来提高材料的电气性能，以及提高材料的透气性。
最终，他们希望使用打印方法来创建一种电子纺织品，可用于可穿戴电子设备，例如可以跟踪心率的生物医学设备，或用作存储电子设备电力的电池。
“我们能够在既耐用且柔韧的多层材料上涂上织物上的墨水，”Kim说。“这是美丽的，我们用喷墨打印机做了一切 - 我们没有使用任何层压或其他方法。”
“在线公布了”全喷墨印刷纺织电容器的全喷墨印刷纺织电容器“中的微观结构”在线公布了“金属电介质和金属 - 有机分解银电极”ACS应用材料和界面。除了法律和金，其他作者还是牛君菊，盈周和李丽。它由VF公司提供资金。作者还确认液体X印刷金属用于制备本研究中使用的反应性银油墨。作者承认美国国防部和空军研究实验室，为李的转型（智能）奖学金提供科学数学和研究。通过纳米系统工程研究中心，国家科学基金会支持这项工作集成传感器和技术的先进自供电系统(ASSIST)在Grant EEC 1160483下。
-Oleeniacz-
编辑的注释:摘要如下。
“全喷涂印刷纺织电容器中的微观结构，具有聚合物电介质和金属 - 有机分解银电极的双层界面”
作者：Inhwan Kim，Beomjun Ju，Ying Zhou，Braden M. Li和Jesse S.Cur
发表2021年5月14日，在线ACS应用材料和界面。
抽象的软打印电子产品具有独特的结构和灵活性，适用于各种可穿戴应用。然而，在软基板上，特别是多孔和各向异性结构上，形成可扩展、可靠的多层电子器件具有异质性材料界面，具有很高的挑战性。在本研究中，我们展示了一种全喷墨打印纺织品电容器，使用双层聚合物介质和无颗粒金属有机分解(MOD)银电极的多层结构。了解纺织品固有的多孔/各向异性微观结构及其表面能关系是实现织物表面平坦化的重要步骤。该MOD银油墨通过对单个纤维均匀封装而不堵塞纤维间隙形成基导电层。聚氨酯-丙烯酸酯和聚(4-乙烯基苯酚)基双分子层能够在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纺织品上形成平面化的介电层。在双层电介质界面上的独特化学相互作用在多孔织物衬底的绝缘中发挥了重要作用，从而获得了较高的化学和机械耐久性。在这项工作中，我们展示了纺织品独特的微结构和双层介质层设计如何提高喷墨过程的可靠性和可扩展性，以及在具有机电性能的可穿戴电子产品中的使用。
