导电高分子聚合物材料能3D打印吗

  “3D打印应用越来越广泛，但导电的材料能不能3D打印呢？”

    相信大家脑海里瞬间也闪现出了同样的问号：

    难道导电材料就是指的电路板上那些电焊的小焊点吗？如果是，那有什么好打印的，直接焊上去不是挺好。

    其实不然，“导电材料”实际上是指“导电高分子聚合物”（目前3D打印行业已经在使用的一种材料）。

    我们平时知道最多的3D打印材料，应该就是PLA、ABS工程塑料，UV光敏树脂，粉末状材料等等，那么我们刚刚提到的导电聚合物又是什么呢？

    导电聚合物是一类具有固有导电性的聚合物，由于其独特的聚合物性质以及良好的导电性能、机械性能、稳定性和生物相容性，在储能、可穿戴设备、柔性电子和生物电子等领域有着广泛的应用前景。

    这样解释是不是有点懵？

    说白了它其实是具有共扼π-键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。

    还是懵对吧，哈哈没关系，我们只了解它的特性就好了。

    基于以上“掺杂”的过程，导电聚合物不仅具有由于掺杂而带来的金属(高电导率)和半导体(p-和n-型)的特性，还具有高分子的可分子设计结构多样化，可加工和比重轻等特点。

    导电聚合物在包括储能，柔性电子和生物电子在内的各种应用中是有希望的材料候选者。

    目前，导电聚合物的制造主要依赖于常规方法，例如喷墨打印，丝网打印和电子束光刻，这些制造工艺精度不高（＞100µm），成本高昂，过程复杂，可打印性低，严重阻碍了导电聚合物的快速创新和广泛应用。

    2020-03-30日，江西科技师范大学药学院的卢宝阳和麻省理工学院的赵选贺等人联合在NatureCommunications发表论文《3Dprintingofconductingpolymers》，文中介绍了一种基于聚（3,4-乙撑二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）的高性能3D打印导电聚合物墨水，用于3D打印导电聚合物。

    文中提出基于传统的导电聚合物发明了一种新型的高性能可打印墨水。

    它所产生的卓越可打印性能够将导电聚合物轻松制造成高分辨率和高纵横比的微结构，该微结构可以通过多材料3D打印与其他材料（例如绝缘弹性体）集成在一起

    3D打印的导电聚合物也可以转化为高导电性和柔软的水凝胶微结构。3D打印导电聚合物可以快速流线型制造，例如能够在体内进行单个单元记录的软神经探针

    与以上介绍的传统制造方法不同，3D打印提供了以可编程、方便和更灵活的方式制造微米结构的能力，并且可以在3D空间自由设计

    例如，3D打印材料的最新发展，金属、液态金属、水凝胶、生物油墨、玻璃，极大地扩展了3D打印可应用的范畴

    虽然在导电聚合物的3D打印方面投入了大量的努力，但由于现有导电聚合物墨水的3D打印能力不足，仅实现了简单的结构，如单一纤维

    总之，该论文提出了一种基于传统导电聚合物的高性能3D打印导电聚合物墨水，该墨水能够在干燥状态和水凝胶状态下快速灵活地制造高导电性微米级结构和器件

    它具有出色的3D可打印性，并且可以与其他3D打印材料完美地集成到高级多材料3D打印过程中

    这不仅解决了导电聚合物3D打印中的现有挑战，而且为基于导电聚合物的柔性电子产品，可穿戴设备和生物电子学提供了一种有前途的制造策略

    所以这也就彻底地解决了这个网友和大家心中的疑问，3D打印技术早已实现“导电材料”的打印，而且现在科研人员正在努力提高材料的可打印性

    这些其实离我们很近，柔性电子产品如FlexPai（柔派）可弯曲可折叠手机、Blu可弯曲&可穿戴智能手机

    △柔派就是国产品牌，公司在深圳

    可穿戴设备如：华为B5运动手环、AppleWatch、三星GalaxyGear、PS-500智能手表、PS-100智能手环

    除了我们本篇介绍的导电高分子聚合物之外，还有譬如“高导电性材料用于3D打印电路板”“可直接用于3D打印的导电复合材料”“导电3D打印材料的自折叠纸质机器人”“导电墨水为3D打印增加新可能”