研究人员在可穿戴织物上的印刷电路方面取得了重要进展

得益于俄勒冈州立大学研究人员的一项重大进步，可使穿着者感到舒适温暖或凉爽的电子衬衫，以及可以输送药物，监测伤口状况和执行其他任务的医用织物，有一天可以更高效地制造出来。

这一突破涉及喷墨打印和具有近两个世纪前发现的晶体结构的材料。结果是能够在较低的处理温度下将精密且精确的电路直接应用到布料上的能力，这是长期解决性能与制造成本之间折衷方案的有希望的潜在解决方案。

俄勒冈州立大学化学工程学教授张志宏说：“在将传感器，显示器，电源和逻辑电路集成到各种织物中以制造可穿戴的电子纺织品方面已经付出了很多努力。” “一个障碍是在布上制造刚性设备，该设备的表面既多孔又不均匀，既繁琐又昂贵，需要大量的热量和能量，并且难以扩大规模。首先将这些设备放在某些东西上固体，然后将固体基材放在织物上也是有问题的-它限制了织物的柔韧性和耐磨性，并且还可能需要对织物制造过程本身进行繁琐的更改。”

Chang和OSU工程学院以及罗格斯大学的合作者通过基于二元金属碘化物盐的稳定，可印刷的油墨，解决了这些挑战，该油墨可热转化为铯，锡和碘的致密化合物。

所得的Cs2SnI6薄膜具有使其成为钙钛矿的晶体结构。

钙钛矿的起源可以追溯到德国矿物学家的一项长期发现。1839年，在乌拉尔山脉，古斯塔夫·罗斯(Gustav Rose)遇到了具有迷人晶体结构的钙和钛氧化物，并以俄罗斯贵族列夫·佩罗夫斯基(Lev Perovski)的名字命名。

钙钛矿现在是指与原始晶格共享的一系列材料。在日本科学家宫坂勉(Tsutmu Miyasaka)发现某些钙钛矿是有效的光吸收剂之后，对它们的兴趣在2009年开始增加。钙钛矿结构的基于金属和卤素的材料(例如碘)是半导体，是大多数电路的基本组件。

得益于钙钛矿薄膜，Chang的团队能够在低至120摄氏度(仅比水的沸点高出20摄氏度)的温度下将负温度系数的热敏电阻直接打印到机织聚酯上。

热敏电阻是一种称为电阻器的电气组件，它控制进入电路的电流量。热敏电阻是电阻，其电阻取决于温度，这项研究涉及负温度系数(NTC)热敏电阻，它们的电阻随温度的升高而减小。

Chang说：“在标准电阻器中，由于热引起的电阻变化通常不是一件好事，但这种效果在许多温度检测电路中可能有用。” “ NTC热敏电阻几乎可用于任何温度起作用的设备。即使很小的温度变化也会引起其电阻的较大变化，这使其成为精确温度测量和控制的理想选择。”

这项研究包括OSU工程学院的Shushu Li和Alex Kosek以及罗格斯大学的Mohammad Naim Jahangir和Rajiv Malhotra，该研究表明，可以在当前状态下使用的一半温度下，在织物上直接制造高性能NTC热敏电阻。艺术制造商，张说。

他说：“除了需要更多的能量外，更高的温度还会与许多织物产生相容性问题。” “我们墨水的简单性，工艺的可扩展性和热敏电阻性能对于可穿戴电子纺织品的未来都是充满希望的。”

研究结果发表在《高级功能材料》上。

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