随著智能終端的普及，可穿戴電子設備展現出巨大的市場前景；傳感器作爲可穿戴設備重要的核心部件，将對其未來功能發展産生重要影響。
印刷技術是實現材料圖案化的有效方式 ，但傳統的印刷技術制造精度通常在數十微米，而且需要經過感光刻蝕等複雜、易導緻環境污染的工藝 ，大大限制瞭其在微納米器件制造領域的應用。
在國家自然科學基金委 、科技部和中國科學院的大力支持下，中科院化學所宋延林團隊突破傳統印刷技術中模闆和精度的局限，利用微米柱陣列作爲“印版”，與含有納米顆粒的“油墨”及柔性基材構築瞭類似傳統印刷過程中“印版、油墨和紙張”的三明治結構。
宋延林介紹，随著溶劑的揮發，氣—液—固三相接觸線有序收縮 ，納米顆粒在基材上組裝形成周期與振幅精確可控的微米乃至納米尺度的導電曲線陣列，進而得到對微小形變有靈敏電阻響應的傳感器。
實驗中，研究人員将傳感器貼在被監測者的皮膚上進行數據採集與分析 ，實時監測瞭不同環境和心理條件下人體體表微形變的相關生理反應，如複雜表情識别 ，並有望應用於脈搏監測、心髒監護和遠程操控等領域。這種高精度、高靈敏傳感器的印刷制造方法突破瞭傳統印刷技術的精度極限 ，将有力推動印刷制造可穿戴電子和其他微納米功能器件的發展和應用。該研究成果作爲vip文章發表在近日出版的《先進材料》上。
近年來，中科院化學所綠色印刷院重點實驗室的科研人員緻力於推動印刷技術的綠色化和功能化發展 ，在功能納米材料的可控組裝、精細圖案化技術、印刷電子以及器件應用方面開展瞭系統的研究。通過構築微米尺度的模闆結構 ，實現瞭對基材表面液膜破裂行爲的控制，得到瞭精確組裝的納米粒子圖案；利用“咖啡環”現象制備線寬可達5微米的金屬納米粒子圖案；利用墨水的三相線滑移現象制備瞭具有特殊三維結構的圖案；通過噴墨打印磁性墨水制備瞭特殊三維柱狀結構；利用軟基材噴墨打印制備瞭微坑及凹槽結構；通過噴墨打印技術構築微米尺度的電極圖案作爲“模闆”，控制納米材料的組裝等。
來源 ：中國科學報
