印刷电子和3D打印如何改变我们的生活？

徐世垣

印刷电子正在走上第三维，未来，电路板和更多器件不仅可以在薄膜或其他平面载体上印刷，而且还可以打印到三维物体中。

染矢高雄博士在报告中称：“利用3D打印技术打印电子器件是一个上升的市场，利用3D打印技术不仅能够把电子功能打印在复杂的部件表面，而且也能整合到其内部。”

目前，许多行业也正在逐层建立物体的3D打印系统，借助多个打印头将不同的塑料或金属与塑料或陶瓷组合。

目前，德国弗劳恩霍夫制造技术和应用材料研究所的研究人员利用3D打印系统已经实现了传统塑料和导电塑料的共同打印。

分散、个性化和低成本是3D打印的特性。未来，只需轻触按钮，到处都可以打印出零配件。目前，美国Optomec公司受美国航天局NASA的委托，正在研制用于在太空制造电子器件的3D打印機。

材料硬化

在多种3D打印材料中，材料硬化的现象被视为—种挑战。具有金属颗粒的打印浆料需要高温处理，才能产生电气性能。针对这个问题，美国Novacentrix公司研发了一项解决方案，使脉冲光极其短暂地作用于印刷金属结构上，这样即使不耐热的塑料也不会受到损坏。

本文开头提到的染矢高雄博士及其团队研制了一种含有纳米银粒子弹性体构成的导电印刷浆料。这种浆料可拉伸5倍，不会失去其电气性能。基于此项研究成果，日本研究人员已经制成了具有弹性的压力和温度传感器，可将其压在任意形状的物体和纺织品上。

传感器

由法国Insog和英国Flexenable公司提供的超薄、可弯曲的光学传感器，可以采集分辨率为500dpi的指纹。它可以整合在智能手机、开门器和许多其他应用上，作为附加的安全功能，传感器还能识别指纹是否来源于人。

英国Haydale公司制成了一种基于“神奇材料”石墨烯的导电墨水。该公司与德国机器制造厂以及其他印刷机制造商合作，研制出了制作生物传感器的技术，可以用于产生蛋白质孔穴的特殊结构的凹印滚筒、柔印机组和干燥单元。

有机太阳能电池和智能包装

除传感器技术之外，光伏属于较早涉及印刷电子的行业。例如，巴西CSEM公司研制出的透明、可弯曲的有机太阳能电池，可用于玻璃幕墙和其他部件。

在智能包装方面，巴斯夫化学集团公司与海德堡创新实验室共同研制了一种带有压阻式传感器和3个发光二极管的标签，施压后发光二极管逐个发光。

在智能包装领域，利用印刷和有机电子产品研发的交互式标签，可以用作营销工具，也可以为消费者提供独特的使用感受。