使用新型液态金属藻酸盐墨水3D打印智能衣服

未来，智能服装可能会监控我们的姿势、与智能手机通信并管理我们的体温。但首先，科学家们需要找到一种方法，以经济高效的方式将复杂、灵活且耐用的电路打印到各种织物上。近期在ACSAppliedMaterialsInterfaces上报道的浙江大学研究人员开发了一种导电3D打印墨水，该墨水由涂有藻酸盐（一种来自藻类的聚合物）的液态金属液滴制成。

传统的电子产品是刚性的，无法承受衣服在典型的日常活动中所经历的扭曲和拉伸运动。由于其流动性和优异的导电性，镓基液态金属(LM)是用于柔性电子产品的有前途的材料。然而，LM不能很好地粘附在织物上，而且它们的大表面张力会导致它们在3D打印过程中成球，而不是形成连续的电路。YongHe和同事想要开发一种新型导电墨水，可以直接3D打印到复杂图案的衣服上。

为了制造他们的墨水，研究人员混合了LM和藻酸盐。搅拌溶液并去除多余的液体，得到涂有藻酸盐微凝胶壳的LM微滴。墨水非常稠，直到通过3D打印喷嘴挤压，这打破了微凝胶中的氢键并使其更具流动性。一旦墨水到达织物表面，氢键就会重新形成，从而使印刷图案保持其形状。该团队将新墨水3D打印到各种表面上，包括纸张、聚酯织物、无纺布和丙烯酸基胶带。尽管印刷的图案最初并不导电，但研究人员通过拉伸、挤压或冷冻来激活它们，这会破坏干燥的海藻酸盐网络以连接LM微滴。

激活后，印刷电路具有优异的导电性和应变传感特性。此外，在电路的末端施加一个小电压会导致它变热，即使在非常冷的温度下也是如此。为了展示墨水的功能，该团队将一系列电子产品3D打印到商业服装上。他们在一件T恤上打印了一个近场通信标签，该标签指示放置在附近的智能手机打开一个网站。印在衣服上的其他传感器监测肘关节或膝关节的运动。一个由小电池供电的电路在不到一分钟的时间内将印刷图案加热到°F以上。LM-藻酸盐墨水可通过浸泡织物进行回收在弱氢氧化钠溶液中，为新的应用回收液态金属。