Quando a maioria das pessoas pensa em dispositivos vestíveis, pensa em relógios inteligentes, óculos inteligentes, rastreadores de fitness e até roupas inteligentes. Esses dispositivos, parte de um mercado em rápido crescimento, têm duas coisas em comum:todos precisam de uma fonte de alimentação externa e todos exigem processos de fabricação exigentes. Até agora.
Yanliang Zhang, professor associado de engenharia aeroespacial e mecânica da Universidade de Notre Dame, e o estudante de doutorado Yipu Du criaram um método inovador de impressão híbrida - combinando impressão a jato de aerossol multimateriais e impressão por extrusão - que integra materiais funcionais e estruturais em um única plataforma de impressão simplificada. Seu trabalho foi publicado recentemente na Nano Energy .

Zhang e Du, em colaboração com uma equipe da Purdue University liderada pelo professor Wenzhuo Wu, também desenvolveram um dispositivo vestível piezoelétrico (autoalimentado) totalmente impresso.

Usando seu novo processo de impressão híbrida, a equipe demonstrou sensores piezoelétricos elásticos, adaptáveis ​​à pele humana, com materiais piezoelétricos de nanofios de telúrio integrados, eletrodos de nanofios de prata e filmes de silicone. Os dispositivos impressos pela equipe foram então anexados a um pulso humano, detectando com precisão os gestos das mãos, e ao pescoço de um indivíduo, detectando os batimentos cardíacos do indivíduo. Nenhum dos dispositivos utilizou uma fonte de alimentação externa.

Os materiais piezoelétricos são alguns dos materiais mais promissores na fabricação de eletrônicos e sensores vestíveis porque geram sua própria carga elétrica a partir de estresse mecânico aplicado em vez de uma fonte de energia.

No entanto, a impressão de dispositivos piezoelétricos é um desafio porque geralmente requer altos campos elétricos para polarização e altas temperaturas de sinterização. Isso aumenta o tempo e o custo do processo de impressão e pode ser prejudicial aos materiais ao redor durante a integração do sensor.

"A maior vantagem do nosso novo método de impressão híbrida é a capacidade de integrar uma ampla gama de materiais funcionais e estruturais em uma plataforma", disse Zhang.

"Isso agiliza os processos, reduzindo o tempo e a energia necessários para fabricar um dispositivo, garantindo o desempenho dos dispositivos impressos."

Vitais para o projeto, disse Zhang, são materiais nanoestruturados com propriedades piezoelétricas, que eliminam a necessidade de polarização ou sinterização, e os eletrodos de nanofios de prata altamente elásticos, que são importantes para dispositivos vestíveis ligados a corpos em movimento.

"Estamos empolgados em ver a ampla gama de oportunidades que se abrirão para eletrônicos impressos e dispositivos vestíveis devido a esse processo de impressão muito versátil", disse Zhang. + Explorar mais

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