为了推动软机器人、皮肤集成电子产品和生物医学设备的发展，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种 3D 打印材料，这种材料柔软且可拉伸(这是匹配组织和器官特性所需的特性)，并且能够自组装。该团队表示，他们的方法采用了一种工艺，消除了以前制造方法的许多缺点，例如导电性较差或设备故障。

他们在《先进材料》上发表了他们的研究成果。

“人们已经开发柔软且可拉伸的导体近十年了，但导电性通常不是很高，”通讯作者、宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学助理教授、工程学院生物医学工程助理教授、地球与矿物科学学院材料科学与工程助理教授陶周说。

“研究人员意识到他们可以利用液态金属基导体实现高电导率，但其显著限制在于，需要采用二次方法来激活材料，然后才能达到高电导率。”

研究人员表示，基于液态金属的可拉伸导体存在固有的复杂性，以及制造后激活过程带来的挑战。二次激活方法包括拉伸、压缩、剪切摩擦、机械烧结和激光激活，所有这些方法都可能导致制造困难，并可能导致液态金属泄漏，从而导致设备故障。

“我们的方法不需要任何二次激活就能使材料导电，”周说，他还隶属于哈克生命科学研究所和材料研究所。“这种材料可以自组装，使其底面导电性好，顶面自绝缘。”

在新方法中，研究人员将液态金属、一种名为 PEDOT:PSS 的导电聚合物混合物和亲水性聚氨酯结合在一起，使液态金属能够转化为颗粒。

当复合软材料被打印并加热时，其底面的液态金属颗粒会自组装成导电通路。顶层的颗粒暴露在富氧环境中并氧化，形成绝缘的顶层。

导电层对于向传感器传递信息(例如肌肉活动记录和身体应变感应)至关重要，而绝缘层有助于防止信号泄漏，从而导致数据收集不太准确。