UCSD工程师为电池和传感器开发自我修复的3D打印磁性墨水

      近日，来自加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的一组工程师成功开发出了一种用于电池、机电传感器、基于纺织品的电路等产品的自我修复的3D打印磁性墨水。与现有的修复材料相比，新的磁性墨水自动修复时间只有几分之一秒，而现有的修复材料则需要几天的时间。

      该研究结果发表在最近一期“先进杂志”上，该文章详细的描述了工程师是如何使用钕（一种非常柔软的银色金属材料和碳黑，一种具有电化学性能的材料）开发出制造电池和传感器的3D打印磁性油墨。为了制造该油墨，工程师使用了钕微粒，每个微粒具有大于其尺寸的磁场。微粒子也以磁场进行精确取向布置，这样的结果是，粒子即使在它们被撕开时也连接在一起。根据研究，新的磁性油墨可以在大约0.05秒内愈合成3毫米宽的泪滴。UCSD的可穿戴传感器中心和纳米工程部主席Joseph Wang博士解释说：“我们的工作对于长期打印电子设备的制造商来说具有广泛实际应用。”

    为了测试他们的自愈磁性墨水，研究人员打印了一系列电池、机电传感器和基于纺织品的电路。随后他们通过拉扯、切割等损坏动作进行测试，经过多次测试说明，磁性墨水可以进行重复自愈。例如，团队在相同的地方损坏了相同的设备9次，并且将相同设备切割成四个分离的部分，最终结果显示，墨水可以修复自身的同时还仍保持大部分的导电性。

    在UCSD发布的视频中，您可以看到研究人员如何通过在T恤上打印自我修复电路来展示他们的工作。他们将硬币电池和LED灯相连，当工程师切入T恤和印刷电路时，LED灯被关闭。然而，在短短的时间内，LED灯又恢复，因为导电油墨能在短时间内实现自我修复并恢复其连接。西北大学的博士后研究员Amay Bandodkar解释道：“我们希望利用易于找到且价格便宜的材料来开发一个令人印象深刻的、具有自我修复能力的智能系统，正如研究团队所展示的那样，他们已经在这方面看到了成功，但仍有很多的工作要做。”

  据悉，UCSD工程师希望使用不同成分的材料来开发更多的可打印油墨，以满足更广泛的应用范围。他们还希望在物理测试之前，创建一个计算机系统，使他们可以模拟新的自我修复材料和油墨。