Druk przestrzenny elastycznej elektroniki przybiera całkiem nowe oblicze. Wszystko za sprawą naukowców z Uniwersytetu Minesota, którym udało się opracować technikę nadrukowywania obwodów elektronicznych bezpośrednio na skórze. Podczas prac nad drukiem na powierzchni ciała wykorzystano specjalnie zoptymalizowaną, tanią drukarkę 3D (o wartości szacowanej na mniej niż 400 USD), a uzyskane efekty otwierają nowe możliwości dla wielu branż – również medycznej oraz militarnej.
Zyskujące popularność sposoby nadruku przestrzennego elastycznych struktur inspirują naukowców do prac nad tworzeniem hybrydowych technik druku 3D, które mogą być stosowane w kontakcie z skórą. Wcześniej głośno było o drukowanych przestrzennie sensorach, które mają odbierać bodźce niczym prawdziwa skóra a także o tzw. „żywych tatuażach„, które na bieżąco miały dostarczać informacji niezbędnych w wczesnej diagnostyce niektórych schorzeń.
W przypadku techniki drukowania 3D obwodów, opracowanej przez specjalistów z Uniwersytetu Minesota wśród głównych zastosowań wyróżnia się m.in. wytwarzanie czujników na ciele, odpowiednich do wykrywania środków chemicznych lub biologicznych. Co więcej, naukowcom udało się również w trakcie badań in vivo nadrukować na uszkodzonej skórze myszy żywe komórki, co może stanowić krok w stronę rozwoju medycyny regeneracyjnej (np. w procesie gojenia się ran czy leczeniu chorób skórnych).
Konstrukcja urządzenia została wyposażona w specjalny czujnik detekcji ruchu, który pomaga w minimalizowaniu błędów związanych z nawet niewielkimi ruchami powierzchni ciała służącej jako podłoże do wydruku. System markerów pozwala na stworzenie „mapy” obszaru, który będzie zadrukowywany – dzięki temu drukarka 3D może dostosować się do ruchów dłoni w czasie rzeczywistym, utrzymując wysoką jakość wykonywanych wydruków.
Według zapewnień twórców dokładność urządzenia ma być na tyle wysoka, że może być stosowane przez żołnierzy na polu bitwy w roli swoistego scyzoryka, czyli wielofunkcyjnego urządzenia, które w dowolnym czasie może wytworzyć na skórze sensor ostrzegający m.in. przed zagrożeniami chemicznymi.
W opublikowanym przez naukowców materiale filmowym dokładnie widać jak przebiega proces takiego druku 3D na skórze – urządzenie daje możliwość precyzyjnego nałożenia komponentów elektronicznych na skórę, które następnie łączone są wiązką z materiału przewodzącego. W efekcie utworzony obwód umożliwił uruchomienie diody LED umiejscowionej na powierzchni skóry – gdy przestanie być on potrzebny można go odkleić lub zmyć przy pomocy wody.
Co ważne pasta przewodząca wzbogacana płatkami srebra została opracowana w taki sposób, aby nie wymagała utwardzania w wysokich temperaturach. Innowacyjny materiał utwardza się już w temperaturze pokojowej – jest to również optymalne środowisko dla najwyższej jakości przewodzenia impulsów elektrycznych.
Źródło: 3ders.org
