研究人员利用3D打印和纳米技术为可穿戴设备创建了一种耐用,灵活的传感器,以监测从生命体征到运动成绩的所有内容(ACS Nano,“"3D-Printed Ultra-Robust Surface-Doped Porous Silicone Sensors for Wearable Biomonitoring"。)University of Waterloo的工程师开发的这项新技术将硅橡胶和超薄石墨烯层结合在一起,是制造跑鞋腕带或鞋垫的理想材料。当橡胶材料弯曲或移动时,嵌入在其蜂窝结构中的高导电纳米级石墨烯就会产生电信号。
Multi-Scale Additive Manufacturing (MSAM) Lab at Waterloo.(MSAM)实验室的研究主管Ehsan Toyserkani说:“硅树脂为我们提供了生物监测应用所需的灵活性和耐用性,而添加的嵌入式石墨烯使其成为一种有效的传感器。
只有使用最先进的3D打印(也称为增材制造)设备和工艺,才能制造具有如此复杂内部特征的硅橡胶结构。橡胶-石墨烯材料除了具有高导电性外,还具有极高的柔韧性和耐用性。
负责该项目的博士生Elham Davoodi说:“它可以在最严酷的环境中,极端温度和湿度下使用。” “它甚至可以承受被洗涤。”材料和3D打印过程使定制设备可以精确地适应用户的身体形状,同时与现有可穿戴设备相比还提高了舒适度,并由于简单性降低了制造成本。
机械电子工程学教授Toyserkani表示,橡胶-石墨烯传感器可以与电子组件配对,以制造可穿戴设备,以记录心脏和呼吸频率,记录运动员跑步时施加的力,允许医生远程监控患者和许多其他对象潜在的应用。