3D打印的电子“衣服”在扭曲和折叠下,显示出其高度的灵活性

一组中国研究人员开发出一种新技术，使用3D打印机将电子材料绑定到服装纺织品上，使他们能够从人体运动中获取生物力学能量。“我们使用配备自制同轴喷嘴的3D打印机直接在纺织品上打印纤维，并证明它可以用于能源管理目的。”资深作者，清华大学化学系教授张莹莹说， “我们提出了一种同轴喷嘴方法，因为单轴喷嘴一次只能打印一种墨水，因此极大地限制了印刷结构的成分多样性和功能设计。”

研究人员用3D打印汉字，意思是“打印”，英文单词“丝绸”，以及鸽子的图片

张和她的同事使用两种“油墨”3D打印了他们的第一批E-纺织品：一种是用作导电芯的碳纳米管溶液，第二种是用蚕丝制成的，用于绝缘导电纤维。将填充有墨水的两个注射注射器连接到同轴喷嘴，该同轴喷嘴固定在3D打印机上。这些注射器用于绘制定制设计的图案，其进一步用作摩擦电纳米发电机织物。据研究人员称，智能纺织品可以从人体运动中获取生物力学能量，并实现高达18 mW / m2的功率密度。

3D打印的电子纺织品在扭曲和折叠下，显示出其高度的灵活性

新方法比将电子元件缝制到织物中的其他尝试更有效。 3D打印技术使研究人员能够轻松地将多种功能嵌入到织物中。同时该方法也更便宜且易于扩展，因为喷嘴与现有的3D打印机兼容，并且可以交换部件。当然也有缺点，那就是分辨率限于3D打印机的机械运动精度和喷嘴的尺寸。

这个示意图显示了能源管理及其性能的智能服装

这项研究是在可穿戴技术的使用变得越来越普遍的时候，因为它们提供了潜力。 “我们希望这项工作将激励其他人建造其他类型的3D打印机喷嘴，这些喷嘴可以生成具有丰富成分和结构多样性的设计，甚至可以集成多个同轴喷嘴，可以一步生成多功能电子纺织品。”张莹莹说，“我们的目标是设计具有前所未有特性的灵活，可穿戴的混合材料和电子产品，同时开发具有集成功能的智能可穿戴系统的实际生产的新技术，例如传感，驱动，通信和等等。“

这项研究在Matter杂志上发表。