Giyilebilir elektroniklerin potansiyeli akıllı saatlerin çok ötesine geçmektedir. Ancak pil paketleri ve devre kartları için mevcut seçeneklerimiz en konforlu e-çorapları için yeterli değildir. Çinli bilim insanları tarafından geliştirilen bir çözüm; geçiş tekstilleri veya giysiler üzerine esnek elyaflar basmaktır. Örneğin, elektriği kumaşlara toplayıp depolayabilecek desenleri bastırdılar. Koaksiyel bir iğneye sahip 3 boyutlu bir yazıcıyla; desenleri, resimleri ve yazıyı kumaşa çizerek hareketi enerjiye dönüştürmesini sağladılar.
Tsinghua Üniversitesi Kimya Profesörü Yingying Zhang: “Tekstil üzerine doğrudan elyaf basmak için ev yapımı koaksiyel (çoklu kablo) bir ağıza sahip, 3 boyutlu bir yazıcı kullandık. Bu şekilde enerji yönetimi amacıyla kullanılabileceğini gösterdik. Tek eksenli ağızlıklar bir seferde yalnızca bir mürekkebin yazdırılmasına izin veriyor, böylece kompozisyon çeşitliliği ve basılı mimarilerin işlev tasarımı büyük ölçüde kısıtlanıyor. Bu yüzden koaksiyel ağızlığı önerdik.”
Zhang ve arkadaşları ilk 3D basılı E-tekstillerini iki mürekkep kullanarak yaptılar: Yalıtım kılıfı için elyafların ve ipekböceği ipeğinin iletken çekirdeğini oluşturmak için bir karbon nanotüp çözeltisi ve su geçirmezlik… Mürekkeplerle doldurulmuş enjeksiyon şırıngaları, 3 boyutlu yazıcıya sabitlenmiş olan koaksiyel nozüle bağlandı. Bunlar, PRINTING anlamına gelen Çince karakterler, İngilizce SILK kelimesi ve bir güvercin resmi gibi müşteri tarafından tasarlanmış desenleri çizmek için kullanıldı.
Bu yaklaşım, LED fiberler gibi elektrikli bileşenleri kumaşlara manuel olarak dikilen diğer gruplardan farklıdır; ancak bu çok aşamalı işlemler emek yoğun ve zaman alıcıdır. Üç boyutlu bir yazıcı kullanmanın gücü; tek adımda kumaşlara çok yönlü özellikler oluşturabilmesidir. Nozül, mevcut 3 boyutlu yazıcılarla uyumlu olduğundan ve parçaların değiştirilebildiğinden yaklaşma işlemi de ucuz ve kolaydır. Bununla birlikte, bir dezavantaj; yazdırılabilecek olanın çözünürlüğü, 3 boyutlu yazıcının mekanik hareket doğruluğu ve nozullerin büyüklüğü ile sınırlı olmasıdır.
Zhang: “Bu çalışmanın başkalarına, zengin kompozisyon ve yapı çeşitliliğine sahip tasarımlar üretebilecek ve hatta tek adımda çok işlevli E-tekstiller üretebilen çok sayıda koaksiyel ağızlığı entegre edebilecek, diğer 3D yazıcı püskürtme uçlarını oluşturma konusunda ilham vereceğini umuyoruz. Uzun vadeli hedefimiz; esnek, giyilebilir hibrit malzeme ve benzeri görülmemiş özelliklere sahip elektronikler tasarlamak ve aynı zamanda algılama, çalıştırma, iletişim kurma ve entegre etme gibi entegre işlevlere sahip, akıllı giyilebilir sistemlerin pratik üretimi için yeni teknikler geliştirmektir.”