包括賓夕法尼亞州立大學(xué)工程師在內(nèi)的一組國際研究人員開發(fā)了一種工藝，可以直接在皮膚上打印金屬可穿戴傳感器，而無需加熱。新工藝幫助可穿戴傳感器從簡單的電極發(fā)展為能夠為用戶提供生物識別測量和舒適度的可彎曲設(shè)備。該研究的第一作者，來自中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)的 Ling Zhang 說，該團(tuán)隊使用新型燒結(jié)輔助層創(chuàng)造了一種簡單且普遍適用的制造技術(shù)，允許直接打印人體傳感器。

該團(tuán)隊此前曾開發(fā)出可用于可穿戴傳感器的柔性印刷電路板。但是，由于傳感器中的金屬部件需要采用燒結(jié)工藝，因此無法使用以前的技術(shù)直接在皮膚上進(jìn)行打印。該過程通常需要大約 572 華氏度的溫度才能將傳感器中的銀納米顆粒結(jié)合在一起。

顯然，皮膚經(jīng)不起這么高的溫度。研究人員在混合物中添加了一種納米顆粒，使銀顆粒能夠在約 212 華氏度的較低溫度下燒結(jié)。該方法足夠低，可以在布和紙上打印傳感器，但對皮膚來說仍然太高。

在改變輔助層的配方和改變印刷材料后，研究人員能夠在室溫下進(jìn)行燒結(jié)。室溫輔助層由聚乙烯醇糊(可剝離口罩的主要成分)和蛋殼中的碳酸鈣組成。

新層降低了表面粗糙度，并允許超薄金屬圖案層彎曲和折疊，同時保持其機(jī)電能力。打印后，研究人員使用吹風(fēng)機(jī)冷卻以去除墨水中用作溶劑的水。由此產(chǎn)生的傳感器可以連續(xù)捕獲溫度、濕度、血氧水平和心臟性能信號。傳感器也可以連接到具有無線傳輸能力的網(wǎng)絡(luò)中。印刷的傳感器也可以在溫水淋浴時輕松拆卸。