首尔国立大学研究人员开发出用于可穿戴传感器的3D可打印导电纳米复合材料

首尔国立科技大学的研究人员开发出一种利用碳纳米管 (CNT) 和聚合物复合材料 3D 打印高拉伸性和导电性材料的方法。该团队由 Keun Park 教授和 Soonjae Pyo 副教授领导，采用还原光聚合 (VPP) 3D 打印技术，制造出纳米复合材料，其拉伸长度可达原始长度的 223%，同时保持 1.64 × 10^−3 S/m 的电导率。

所提出的基于碳纳米管的纳米复合材料有助于3D打印高拉伸性和高灵敏度的压阻传感器，可用于开发高性能、可穿戴的健康监测设备。（图片来源：首尔国立科技大学）

研究人员利用超声波搅拌将多壁碳纳米管与脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯光聚合物基质混合，解决了碳纳米管分散领域长期存在的难题。他们测试了MWCNT的浓度范围，从0.1%到0.9%（重量百分比），发现0.9%的MWCNT浓度实现了导电性和机械性能的最佳平衡。该工艺实现了0.6毫米的打印分辨率，同时保持了VPP打印所需的光聚合效率。

该团队通过创建复杂的晶格结构，将其用作能够检测机械变形的压阻传感器，展示了其实际应用。这些传感器被集成到柔性鞋垫中，可以实时监测用户足部的压力分布。这项研究展现了其在可穿戴健康监测系统和软体机器人领域的应用潜力。

这项研究旨在满足可穿戴设备对柔性电子元件日益增长的需求。基于VPP的制造工艺为这些先进材料的生产提供了一种可扩展的方法，这将对医疗保健、消费电子和体育等行业产生深远的影响。该研究发表于DOI：10.1016/j.compstruct.2025.119614。

资料来源：scienmag.com