W nowym, ekscytującym badaniu naukowcy z Uniwersytetu Minnesoty pokazują, jak za pomocą dostosowanej, niedrogiej drukarki 3D można drukować układy elektroniczne na poruszającej się ręce.
Naukowcy z University of Minnesota wykorzystali dostosowaną do swoich potrzeb tanią drukarkę 3D do naniesienia obwodów elektronicznych na ludzką rękę.
Technologia ta może być wykorzystywana przez żołnierzy na polu walki, którzy mogą drukować na swoich ciałach tymczasowe czujniki. Mogą one wykrywać czynniki chemiczne lub biologiczne albo być wyposażone w ogniwa słoneczne do ładowania gadżetów.
„Jesteśmy podekscytowani możliwościami tej nowej technologii druku 3D przy użyciu przenośnej, lekkiej drukarki kosztującej mniej niż 400 dolarów” – powiedział Michael McAlpine, główny autor badania i profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Minnesoty.
„Wyobrażamy sobie, że żołnierz mógłby wyjąć tę drukarkę z plecaka i wydrukować czujnik chemiczny lub inną potrzebną elektronikę bezpośrednio na skórze. Byłoby to jak 'scyzoryk szwajcarski’ przyszłości, w którym wszystko, czego potrzebują, znajduje się w jednym przenośnym narzędziu do druku 3D.”
Jedną z kluczowych innowacji drukarki 3D jest to, że potrafi ona dostosować się do niewielkich ruchów ciała podczas produkcji. Na skórze umieszczane są tymczasowe znaczniki, a następnie skóra jest skanowana. Następnie drukarka wykorzystuje te znaczniki do kalibracji w czasie rzeczywistym w celu dostosowania się do każdego ruchu.
„Bez względu na to, jak bardzo ktoś starałby się pozostać nieruchomo podczas korzystania z drukarki na skórze, człowiek porusza się nieznacznie, a każda ręka jest inna” – wyjaśnia McAlpine.
„Ta drukarka może śledzić rękę za pomocą markerów i dostosowywać się w czasie rzeczywistym do ruchów i konturów ręki, dzięki czemu drukowana elektronika zachowuje kształt obwodu”.
Drukowanie 3D elektroniki za pomocą tuszu wykonanego z płatków srebra
Ta technika druku 3D ma jeszcze jedną unikalną cechę: wykorzystuje specjalistyczny atrament wykonany z płatków srebra, który może utwardzać się i przewodzić prąd w temperaturze pokojowej.
Różni się to od innych materiałów do druku 3D, ponieważ zazwyczaj wymagają one utwardzania w wysokich temperaturach. Temperatura ta może wynosić nawet 100 stopni Celsjusza lub 212 stopni Fahrenheita. Nie trzeba dodawać, że tak wysoka temperatura mogłaby poparzyć skórę podczas stosowania.
Aby usunąć elektronikę, użytkownik może po prostu odkleić ją za pomocą pęsety. Można też zmyć ją wodą z mydłem.
Oprócz elektroniki, nowa technika druku 3D ma potencjał drukowania komórek, które mogą pomóc osobom cierpiącym na choroby skóry. W tym aspekcie zespół McAlpine’a współpracował z lekarzem pediatrą, dziekanem Jakubem Tolarem, światowej sławy ekspertem w dziedzinie leczenia rzadkich chorób skóry.
Zespół z powodzeniem wykorzystał bioink do nadrukowania komórek na ranę skóry myszy. Wyniki te mogą doprowadzić do opracowania zaawansowanych metod leczenia i przeszczepów dla osób cierpiących na choroby skóry.
„Jestem zafascynowana pomysłem drukowania elektroniki lub komórek bezpośrednio na skórze” – mówi z entuzjazmem McAlpine. „Jest to tak prosty pomysł, a ma nieograniczony potencjał ważnych zastosowań w przyszłości”.
Żródło: https://all3dp.com
