當大多數人想到可穿戴設備時，他們會想到智能手表、智能眼鏡，甚至智能服裝。這些設備是快速增長市場的一部分，有兩個共同點：它們都需要外部電源，而且都需要嚴格的制造流程。

直到現在圣母大學航空航天與機械工程副教授張延良和博士生杜一普發明了一種創新的混合打印方法，將多材料氣溶膠噴射打印和擠出打印相結合，將功能材料和結構材料整合到單一的流線型打印平臺中。

張和杜與普渡大學的一個團隊合作，由吳文卓教授領導，還開發了一種全印壓電(自供電)可穿戴設備。

該團隊使用其新的混合打印工藝，展示了可拉伸的壓電傳感器，符合人體皮膚，集成了納米線壓電材料、銀納米線電極和硅膠薄膜。然后，團隊打印的設備連接到人的手腕上，準確檢測手勢，并連接到個人的頸部，檢測個人的心跳。兩個設備都未使用外部電源。

壓電材料是制造可穿戴電子元件和傳感器時最有前途的材料，因為它們產生自己的電荷來自施加的機械應力，而不是來自電源。

然而，打印壓電設備是具有挑戰性的，因為它往往需要高電場的孔隙和高燒結溫度。這增加了打印過程的時間和成本，并且在傳感器集成過程中可能對周圍的材料有害。

"我們新的混合打印方法的最大優勢是能夠將廣泛的功能和結構材料集成到一個平臺中，"張說。

這簡化了流程，減少了制造設備所需的時間和精力，同時確保了打印設備的性能。

張說，對設計至關重要的是具有壓電特性的納米結構材料，無需孔隙或燒結，以及高度可拉伸的銀納米線電極，這些電極對于連接到運動身體的可穿戴設備非常重要。

"我們很高興看到印刷電子產品和可穿戴設備將因這種非常多才多藝的印刷工藝而為各種機會打開大門，"張說。