研究人员创造了在织物上3D打印铜电路的方法

最近，南佛罗里达大学（USF）电气工程系的研究人员从美国国家科学基金会（NSF）获得了一笔研究经费，将近37万美元。将用于开发一种可以在织物上直接3D打印铜的方法。目前，他们已经取得了一定的进展。

在如今这个时代，电子设备已经发展到了几十年前谁也无法想象的水平。手机、智能手表、无线蓝牙耳机、VR眼睛等等，而下一个带来突破的很可能就是将可穿戴电子产品嵌入到衣服中。试想一下，将手机放在衣服口袋里，就能充电，是不是很方便。

为了进一步推动此类技术的发展，南佛罗里达大学电子工程系副教授****什-塔克西和南加州大学研究与创新部的教授西尔维娅-托马斯开发了一种名为氢气进化辅助（HEA）电镀的新工艺，使得在织物上直接打印铜成为可能，为大量的技术创新打开了大门。

他们研发的新工艺可以分为两步。首先，使用3D打印工艺中的激光打印技术将导电模打印到织物上。在这个过程中，织物被碳化，这增强了其稳定性，使其更加耐用。接着，使用3D打印机的喷嘴，将电镀铜打印到织物上，组成一个电路布局。特殊设计的喷嘴能够实现局部电镀，并使铜生长在电子元件的终端和印刷的电路布局之间的结点上，并在室温下焊接它们。此外，两位教授还在第二步时施加了电压，让铜在打印的同时被电解，使该过程更快，并增强了印刷结构的机械稳定性。

****什教授解释说：“目前的可穿戴电子设备的3D打印技术主要基于由金属和/或碳的纳米颗粒组成的导电油墨。图案干燥后纳米颗粒的物理连接对性能的影响比较大，此外由导电纳米粒子组成的导电路径的电阻也比较高，由此就限制了设计。不适合敏感的测量和高电流的应用。我们希望创造一种更好的打印方式，从而能够制造出更持久的可穿戴技术。”

据两位教授介绍，一旦该技术实现突破，军事、航空航天和医疗领域都将有广阔的应用空间，例如，士兵可以穿着智能服来帮助他们作战，宇航员可以穿着智能宇航服执行太空任务，特制的病服还可以用来监测病人的健康状况。