由于最近研究中3D打印电子纤维的实现，一款能够像人类一样感知气味、声音和触觉的设备可能离成为现实又近了一步。
剑桥大学的研究人员表示，他们已经使用3D打印技术制造出这些“看不见的”电子纤维，每一根都比人类头发细100倍。作为传感器，这些纤维具有超越传统薄膜传感器设备的能力。
这是根据《华尔街日报》上的研究得出的结论科学的进步。
廉价和极敏感的电子纤维
小直径导电纤维具有独特的性能，使其有别于其他类型的薄膜导电微纳米结构。然而，现有的制造技术，如化学生长，湿纺丝，2D/3D直接打印不容易装配纤维架构。
这就产生了利用纤维独特特性组合的设备功能:定向性、导电性和高表面积体积比。
为了解决这一挑战，剑桥大学的研究人员开发了一种新的打印方法，可用于制作非接触式、可穿戴式、便携式呼吸传感器，这种传感器高度敏感，生产成本低廉。它们还可以连接到智能手机等电子设备上，同时收集呼吸模式信息、声音和图像。
这种便携式三层光纤传感器可以附着在智能手机的前置摄像头上，将单层光纤传感器置于鼻子上方。图片(修改)使用courtesy of科学的进步
根据这篇研究论文，这种纤维在健康监测(例如呼吸频率)和物联网方面的应用尤其有用。
该研究的第一作者、剑桥大学工程系博士生安迪·王(Andy Wang)使用光纤传感器测量了在不同的模拟呼吸条件下，如正常呼吸、快速呼吸和咳嗽，通过面部覆盖物泄露的呼吸湿度。
据Wang介绍，这种光纤传感器的性能优于目前市面上的同类商业传感器，特别是在监测快速呼吸时。
飞行纤维印花(IFP)
Wang和他的同事们使用一种名为飞行纤维打印(IFP)的方法，3D打印出了由银和/或半导体聚合物制成的复合纤维。
该技术创造了一种核壳纤维结构，高纯度的导电纤维芯包裹在一层薄薄的聚合物护套中，充当保护涂层。它的结构非常类似于电线，但尺寸要小得多，直径只有几微米。
研究小组的IFP光纤传感器附着在面部覆盖物上，以高灵敏度探测人类呼吸。图片使用的礼貌剑桥大学
IFP是在低于100°C的温度下进行的，这可以产生薄导电光纤阵列的原位键。这些可以悬挂或放置在表面上，不需要后处理。通过优化纤维的大小，研究人员声称他们已经展示了一种多功能技术，可以在电路中快速制造小直径的导电纤维。
为“浮动电子架构”让路
作为一个概念的证明，研究人员生产无机，金属银纤维从溶液为基础的反应合成和有机导电PEDOT:PSS纤维。
由于IFP能够直接在电路上制造光纤，研究人员表示，他们能够利用光纤阵列的功能优势来探索IFP工艺提供的新型电路结构。beplay体育下载不了也就是说，这个过程打开了3D“浮动电子建筑”概念的大门，它将有机和无机纤维材料融合在同一个透明的导电网络中。
三维分层浮动电路的架构。图片(修改)使用courtesy of科学的进步
目前，该团队正在为多种多功能传感器开发IFP方法。
