압출 인쇄로 만든 유연하고 고감도의 모션 장치

연구원들은 활동 추적과 관련하여 판도를 바꿉니다.
압출 인쇄로 만든 유연하고 고감도의 모션 장치
날짜:
2022년 6월 16일
원천:
브리티시컬럼비아대학교 오카나간 캠퍼스
요약:
고해상도 압출 인쇄(3D 인쇄를 생각하지만 전기를 전도하는 잉크를 사용)의 생성으로 연구자들은 웨어러블 인간 모션 장치의 잠재력을 탐구할 수 있었습니다. 웨어러블 기술(스마트워치, 심장 모니터, 수면 보조 장치, 심지어 만보기까지)은 일상 생활의 일부가 되었습니다. 그리고 연구원들은 이제 의류와 장비에 통합할 수 있는 훨씬 더 작고 가벼우며 고정밀 센서를 만들었습니다.

고해상도 압출 인쇄(3D 인쇄를 생각하지만 전기를 전도하는 잉크를 사용)의 생성으로 UBC 연구원들은 웨어러블 인간 모션 장치의 잠재력을 탐구할 수 있었습니다.

웨어러블 기술(스마트워치, 심장 모니터, 수면 보조 장치, 심지어 만보기까지)은 일상 생활의 일부가 되었습니다. 그리고 UBC Okanagan의 Nanomaterials and Polymer Nanocomposites Laboratory의 연구원들은 의류 및 장비에 통합할 수 있는 훨씬 더 작고 가벼우며 고정밀 센서를 만들었습니다.

Drexel University 및 토론토 대학과 협력하여 UBCO 연구팀은 전자기 간섭(EMI) 차폐와 신체 움직임 센서의 이중 기능을 갖춘 소형 장치를 개발하기 위해 고해상도 압출 인쇄 접근 방식을 모색하고 있습니다.

작고 가벼운 이 EMI 차폐물은 의료, 항공우주 및 자동차 산업에 응용할 수 있다고 UBC Okanagan 공과대학의 첨단 재료 및 고분자 공학 분야의 조교수이자 캐나다 연구 위원장인 Dr. Mohammad Arjmand는 설명합니다.

Arjmand 박사의 팀은 전도성 고분자와 함께 MXene이라는 2차원 무기 나노물질을 사용하여 웨어러블 기술에 쉽게 적용할 수 있는 여러 특성을 가진 전도성 잉크를 맞춤화했습니다.

"전기 전도성과 유연성을 제공하는 고급 또는 스마트 재료는 수요가 많습니다."라고 그는 말합니다. "이러한 전도성 재료의 압출 인쇄는 거시적 규모의 패터닝을 가능하게 할 것이며, 이는 우리가 다양한 모양이나 기하학적 구조를 생산할 수 있음을 의미하며 제품은 뛰어난 아키텍처 유연성을 갖게 될 것입니다."

현재 이러한 기능성 재료의 제조 기술은 모니터링 기술의 통합을 가능하게 하지 않는 적층 및 정교하지 않은 구조에 대부분 제한되어 있다고 박사 과정 학생 Ahmadreza Ghaffarkhah는 설명합니다.

"이러한 인쇄된 구조는 매우 민감한 센서를 개발하기 위해 미세 균열을 가할 수 있습니다. 구조의 작은 균열은 주변의 작은 진동을 추적하는 데 사용됩니다."라고 Ghaffarkhah는 말합니다. "이러한 진동은 호흡, 얼굴 움직임, 말하기, 근육 수축 및 이완을 포함한 다양한 인간 활동을 모니터링할 수 있습니다."

도면으로 돌아가서 UBCO 연구원들은 압출 인쇄가 직면한 주요 문제를 해결할 수 있었습니다. 이전에는 이 기술로 인쇄 해상도가 충분히 높지 않아 고정밀 구조물을 제작하기 어려웠습니다.

Arjmand 박사는 "기존 제조 기술과 비교할 때 압출 인쇄는 맞춤화, 재료 낭비 감소 및 신속한 생산을 제공하는 동시에 웨어러블 및 스마트 전자 제품에 대한 수많은 기회를 열어줍니다."라고 설명합니다. "압출 인쇄 기술이 향상됨에 따라 많은 고유한 혁신의 문이 열리고 있습니다."

연구원들은 EMI 차폐 및 웨어러블 전자 장치를 능가하는 압출 인쇄 잉크에 대한 추가 응용 프로그램을 계속 조사하고 있습니다.

이 연구는 캐나다 얼라이언스 그랜트와 Zentek Limited의 자연 과학 및 공학 연구 위원회의 재정 지원을 받아 Carbon 에 게재되었습니다.