俄勒岡州立大學工程學院的研究人員在快速制造柔性電腦屏幕和其他可伸縮電子設備(包括軟機器人)方面邁出了關鍵一步。

該學院的協作機器人和智能系統研究所的團隊的進步為高度復雜的高導電鎵合金結構的3D打印鋪平了道路。研究人員將鎳納米顆粒放入液態金屬(galinstan)中，將其加厚成適合添加劑制造的稠度的糊狀物。

“流動的合金不可能分層成高大的結構，”Yi?itMengüç說，機械工程助理教授和該研究的共同作者。“具有粘貼狀紋理，可以在保持其流動能力的同時進行分層，并在橡膠管內部拉伸。我們通過3D打印展示了我們發現的一種非常有彈性的雙層電路的潛力，其層層編織進出彼此沒有接觸。“

鎵合金已被用作柔性電子產品中的導電材料; 這種合金具有低毒性和良好的導電性，而且價格便宜且“自我修復” - 能夠在斷點處連接在一起。

但在俄勒岡州立大學開發的改造之前，使用超聲 - 聲音的能量 - 將鎳顆粒和氧化的鎵混合到液態金屬中，合金的可印刷性被限制為二維。

在這項研究中，研究人員印刷的結構高達10毫米，寬度為20毫米。

“液態金屬印刷是柔性電子領域不可或缺的一部分，”共同作者Do?an Yirmibe?o?lu，機器人博士說。俄勒岡州立大學的學生 “增材制造可以快速制造復雜的設計和電路。”

該領域包括一系列產品，包括導電紡織品; 可彎曲的顯示器; 傳感器用于扭矩，壓力和其他類型的應變; 可穿戴傳感器套裝，例如用于視頻游戲開發的那些; 觸角; 和生物醫學傳感器。

“未來非常光明，”Yirmibe?o?lu說。“很容易想象制造出準備好操作的軟機器人，它們就會走出打印機。”

鎵合金漿料展示了柔性電子領域的一些新功能，并補充了相應的作者Uranbileg Daalkhaijav，博士。化學工程專業。

“它可以輕松快速地制作，”Daalkhaijav說。“結構變化是永久性的，漿料的電性能與純液態金屬相當，而且漿料保留了自愈特性。”

未來的工作將探索漿料的確切結構，鎳顆粒如何穩定，以及隨著漿料老化，結構如何變化。