Китайские инженеры придумали новую технологию 3D печати, которая позволяет изготавливать биомедицинские устройства и датчики.
Все существующие современные технологии производства биомедицинских устройств и датчиков так или иначе связаны с интеграцией механизмов, проводников, электродов в какие-либо оболочки на основе полимеров или эластомеров, которые по своей структуре напоминают структуру человеческого тела.
Исследовательская группа под руководством доктора Наньцзя Чжоу из Института перспективных исследований Вестлейка в Китае придумали новую технологию 3D печати эластичных электронных устройств на основе гидрогеля.
Что такое гидрогель?
Гидрогель — это особое вещество из сшитых полимерных трехмерных сеток, которые не растворяются в воде при этом способны удерживать воду внутри себя. Благодаря этим особенным свойствам гидрогеля он может быть идеальным материалом для производства биомедицинских устройств.
Ученые конечно и раньше пробовали создавать биомедицинские устройства из гидрогеля, но производство подобных устройств было настолько дорогое, что не было и речи о массовом производстве, но созданная китайскими исследователями новая технология 3Д печати позволяет подобные биомедицинские устройства производить относительно дёшево.
Созданная ими технология предполагает печать устройств гидрогелем с добавлением в качестве проводников серебряно-гидрогелиевых чернил способных деформироваться и растягиваться, не уменьшая электрическую проводимость.
Для печати 3д принтером требуется печать гидрогелиевым композитом на поддерживающей гидрогелиевой матрице и последующее отверждение двух частей для формирования мягкого и растяжимого электронного устройства.
Интересно, что сочетание проводящего наполнителя (например, чешуек серебра) с гранулированными частицами гидрогеля приводит к образованию сегрегированной структуры в проводящей краске для 3D-печати.
Для демонстрации технологии китайские исследователи напечатали датчики деформации, катушки индуктивности и биологические электроды, отлично работающие и сохраняющие свои свойства и работоспособность длительное время.
На сегодняшний день исследователи работают над соединением гидрогелиевых структур с микросхемами, светодиодами, антеннами, чтобы создавать полноценные многофункциональные устройства.
Кроме того, китайские ученые планируют испытать устройства, созданные по новой технологии 3д печати на животных, для последующего использования людьми.