3D打印在嵌入式电子传感与智能物件中的应用

近几年,物联网领域的智能应用方兴未艾,例如智能血糖仪、智能手环、智能家居等。物联网拥有大量具有传感和驱动功能的互连设备,将所有物件连接起来实现了智能化识别和管理。随着人体健康和医疗等方面日益受到重视,个性化定制设备的需求量必然也会快速增长。为此,急需开发新的制造工艺,将传感和驱动等功能无缝地整合到我们使用的物件上,以实现其在人体健康和医疗等方面智能化应用。3D打印能快速、按需生产结构复杂和个性化物件,可以实现三维电子系统的个性化传感和驱动等功能集成,为个性化智能物件的有效制造提供了一个新平台。

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最近,加州大学伯克利分校的Ali Javey研究组将3D打印应用于制造个性化的智能物件。这项技术实现了液态印刷元件和互连线与集成电路芯片在三维空间、方向和多印刷层间的个性化定制的系统级功能化的集成。他们通过这项技术制作出了一个用于电子热疗治疗的手套,实现了嵌入式可编程的加热器、温度传感器以及相关控制电路的集成应用。

这种将3D打印与电路元件集成制造的技术,为推进柔性电子、可穿戴、人体健康监测等智能系统的个性化定制的发展提供了新思路。同时,个性化的智能系统将会促进物联网、大数据、云计算的广泛应用。相关文章发表在Advanced Materials Technololgies(DOI: 10.1002/admt.201600013)上。

本文撰写作者:潘曹峰教授(中国科学院北京纳米能源与系统研究所)