I ricercatori dell’Università di Notre Dame hanno trovato un metodo di stampa 3D ibrido che, attraverso un processo semplice e sostenibile, consente di realizzare sensori e dispositivi elettronici indossabili che non hanno bisogno di alimentazione esterna.
Produrre sensori e dispositivi elettrici indossabili in grado di autoalimentarsi con un processo a basso impatto ambientale. A questo scopo gli ingegneri dell’Università di Notre Dame, negli Stati Uniti, hanno usato un metodo di additive manufacturing ibrido che combina la stampa a getto di aerosol multimateriale e quella per estrusione, dando luogo a dispositivi piezoelettrici estensibili, conformabili alla pelle umana. I dispositivi stampati dal team sono stati attaccati a un polso umano e al collo, rilevando rispettivamente i gesti delle mani e il battito cardiaco, senza usare una fonte di alimentazione esterna.
I materiali piezoelettrici sono una della tecnologie più promettenti nella produzione di dispositivi elettronici e sensori indossabili, perché generano la propria carica elettrica dallo stress meccanico applicato invece che una fonte di alimentazione. Il processo di stampa spesso richiede campi elettrici per la polarizzazione e temperature di sinterizzazione elevati, quindi risulta lungo e costoso e spesso dannoso a causa dei materiali circostanti durante l’integrazione del sensore.
“Il più grande vantaggio del nostro nuovo metodo di stampa ibrido è la capacità di integrare un’ampia gamma di materiali funzionali e strutturali in un’unica piattaforma – afferma Yanliang Zhang, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso l’ateneo statunitense –. Ciò semplifica i processi, riducendo il tempo e l’energia necessari per la fabbricazione garantendo al contempo le prestazioni dei dispositivi stampati“.
Fondamentali per il progetto sono i materiali nanostrutturati con proprietà piezoelettriche, che eliminano la necessità di polarizzazione o sinterizzazione, e gli elettrodi di nanofili d’argento altamente elastici, che sono importanti per i dispositivi indossabili attaccati ai corpi in movimento.
“Siamo entusiasti di vedere l’ampia gamma di opportunità che si apriranno per l’elettronica stampata e i dispositivi indossabili grazie a questo processo di stampa molto versatile”, conclude Zhang.
Fonte: https://energy.nd.edu/news-events/news/a-new-3d-printing-frontier-self-powered-wearable-devices
