美国空军新的柔性3D打印电子产品可监测健康并帮助维持安全
8月17号，美国空军和美国化学学会公布了一项具有更广泛应用的研发成果。他们已使用3D打印技术开发出小型、紧凑型、功能强大的柔性混合型电子材料，更重要的是，这种材料能够承受住极端外部压力——因此非常适合飞机和炸弹中使用。然而，世界各地显然也会受益于印刷电路板（PCB）的下一代替代品。
此项成果发布于8月17日于波士顿会展中心举行的美国化学学会的新闻发布会上。美国化学学会（ACS）是一个政府支持的科学团体，化学相关研究领域的全球领先者。ACS有望在周四举行的第250次全国会议中推出更多相关成果。
美国空军研究实验室的Benjamin J. Leever表示，他们正在研发下一代柔性、可弯曲和拉伸的电子产品，以取代刚性印刷电路板和目前受限的脆弱电子产品。在过去的几年里，他们一直在开发适用于飞机、炸弹，甚至军事人员的电子设备，以监测健康等。
Leever博士表示，借助于3D打印技术，他们已获得成功。“基本上，我们使用混合技术，将传统电子产品与柔性、高性能电子产品，以及3D打印技术进行融合。在某些情况下，我们引入基于金属、聚合物和有机材料的“墨水”，通过电子化将这些系统连接到一起。通过这项技术，我们可以将几百纳米厚的硅基集成电路放置在一个柔性、弯曲甚至可折叠，类似塑料的基板材料。”
这些柔性混合电子产品，或者FHEs，基于3D打印组件和连接器的无机半导体。Leever解释，在不牺牲性能的情况下，他们在尺寸、重量和功耗方面提供显著优势。在目前他们可以想到的应用范围，你可以发现：监测健康的可穿戴电子产品和传感器，着眼于减少空气阻力的太空高效电子产品和天线，更普遍的能够承受严格军用环境的电子产品。尤其是生物应用很有趣，将涉及测量心跳、水化、温度和其他现象的传感器。
那么，如何创建高度柔性的效果呢？正如Leever解释的，关键是他们所使用的作为互联材料的液态镓合金。“虽然这些液态合金通常在几分钟内氧化，并变得基本无用。但该团队已经能够通过使用具有柔性基底的微血管通道壁内的离子物质显著地减少氧化的影响。”本质上，这种方法使他们能够在极其狭小的空间内创建电路，甚至在人的皮肤或飞机的曲面上进行集成。
更重要的是，他们的测试已经有了很大进展。在这些使用的测试中，他们已在PET和聚合物表面制造出光伏器件。他们称，“我们也已基于弹性结构的碳纳米管电极制造出锂离子电池。”用于监测桥梁和其他类型基础设施的系统也是可能的。
当然，这个也有明显的军事应用。同样的系统可用于渗透引爆的掩体炸弹。在这种情况下，电路的韧性会使其幸免于影响，仍然可以引爆。商业投资者希望在投资之前有一个明确的展示。如果我们看到一个有前景的方法实现和推进技术的巨大潜力，那么军方可以在早期阶段追求可能的转化应用，当我们成功了，商业领域会直接受益。
Leever进一步透漏，作为国防部领导的柔性混合电子制造创新机构的一部分，美空军团队将在未来5年继续扩大这种创新应用。美国总统奥巴马宣布在2014年底创建该机构。接下来的5年内，他们提出7500万美元的预算，鼓励美国国内柔性混合电子产品的开发。
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