پرینت سه بعدی اجزای الکترونیکی به طور مستقیم بر روی پوست

مشاهده اجزای الکترونیکی و حس‌گرهایی بر روی پوست، به عنوان امری رویایی و غیر قابل دست‌یابی در نظر گرفته می‌شد و فقط در فیلم‌های تخیلی قابل مشاهده بود. اما اخیرا، دانشگاه مینه سوتا، نگاهی اجمالی به آینده ارائه داده است. محققان این دانشگاه، موفق شدند برای اولین بار با ارائه پرینت سه بعدی الکترونیک به طور مستقیم بر روی پوست گام بسیار مناسبی در جهت پیشرفت و بهبود علم، درمان یک‌سری بیماری، ردیابی و کاربردهای دیگری بردارند.

تیم محقق پرینت سه بعدی بر روی پوست

McAlpine و تیم همکارش در دانشگاه Minnesota که در بخش اطفال بر روی درمان بیماری‌های نادر پوستی کار می‌کنند، به طور موفقیت‌آمیزی با استفاده از پرینتر سه بعدی و جوهر زیستی توانستند مستقیما سلول پوست یک موش را پرینت کنند. در گذشته، چاپ سه بعدی اجزای الکترونیکی بر روی پوست و پرینت سه بعدی پوست برای عمل پیوند مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. یکی از فعالیت‎‌هایی که این تیم، در این زمینه انجام داده‌ است، پرینت سه بعدی سنسورهای قابل لمس بر روی انگشت بوده است.

در فیلم زیر به طور خلاصه، این فرآیند قابل مشاهده است:

 

این تیم اشاره کرد، در سال‌های اخیر پیشرفت‌های الکترونیکی زیادی در تکنولوژی چاپگر سه بعدی شاهد بوده‌ایم، این فناوری در حال تکامل است تا به سمت کوچک‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی پیش رویم.

این تیم، از یک پرینتر سه بعدی ارزان و قابل حمل استفاده کردند و اجزای الکترونیک کاربردی را در پشت دست یک شخص به طور مستقیم چاپ کردند.  Michael McAlpine،  استاد مهندسی مکانیک و متخصص الکترونیک در حوزه پرینت سه بعدی، می‌گوید: “ما واقعا هیجان‌زده هستیم، از دیدن پتانسیل تکنولوژی جدید چاپ سه بعدی که برای پرینت اجزای الکترونیکی بر روی پوست که با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته می‌شود که قابل حمل و سبک وزن است و هزینه‌‌ای کمتر از ۴۰۰ دلار دارد.”

در این فیلم،  McAlpine در مورد فرآیند کار توضیحاتی می‌دهد و روند قابل مشاهده است:

مراحل پرینت سه بعدی اجزای الکترونیکی بر روی پوست

برای اجرای این پروژه، محققان از یک چاپگر سه بعدی و یک جوهر ساخته شده از پوسته‌های نقره‌ای که در دمای اتاق قابل هدایت است، استفاده می شود، برخلاف دیگر جوهرهای پرینتر سه بعدی که در دمای بالا فعالیت می‌کنند، در این روش، بدون سوزاندن پوست پرینت سه بعدی صورت می‌گیرد و برای حذف الکترونیک، کاربر می‌تواند به راحتی آن‌ها را از بین ببرد و با موچین بردارد یا با آب شستشو دهد. این امر، می‌تواند به عنوان درمانی سریع و پیشرفته برای بیماران مبتلا به بیماری‌های پوستی یا جراحاتی مانند سوختگی استفاده شود.

برای چاپ سه بعدی الکترونیک، نشانگرهای موقت بر روی پوست قرار می‌گیرند تا اسکن سه بعدی صورت بگیرد.

سپس برای جلوگیری از هرگونه اشتباه در طی فرآیند چاپ به علت حرکت دست، با استفاده از رایانه، چاپگر سه بعدی برای حرکات کم و غیرارادی دست، از یک سیستم سنجش حرکت خاص استفاده شده است. McAlpine گفت: ” البته خیلی اهمیت ندارد در هنگام استفاده از پرینتر سه بعدی بر روی پوست، دست فرد بی‌حرکت بماند، چرا که این چاپگر سه بعدی، می‌تواند با استفاده از نشانگرها دست را ردیابی کند و در همان لحظه حرکات و خطوط دست را تنظیم کند، بنابراین، پرینت سه بعدی الکترونیکی شکل مدار خود را حفظ می‌کند.”

مراحل پرینت سه بعدی الکترونیک بر روی پوست، در فیلم زیر قابل مشاهده است:

 

استفاده از پرینت سه بعدی الکترونیک، فقط بر روی پوست قابل پرینت نیست بلکه بر روی زخم هم به طور مستقیم می‌تواند استفاده شود.

 

آینده پرینت سه بعدی الکترونیک بر روی پوست

McAlpine گفت: “من بسیار تحت تاثیر پرینت سه بعدی الکترونیک و یا سلول‌ها بر روی پوست قرار گرفته‌ام، این یک روش ساده است اما پتانسیل بالایی در برنامه‌های نامحدود در آینده دارد.”

تصور کنید مانند فیلم‌های تخیلی، امکان پرینت سه بعدی الکترونیکی به طور مستقیم بر روی پوست فراهم شود، به طوری که بتوان از آن به عنوان شارژر موبایل استفاده کرد، یا سربازان بتوانند حس‌گرهای موقت را در دست خود برای تشخیص عوامل شیمیایی یا بیولوژیکی داشته باشند. این فناوری می تواند در آینده برای قرار دادن سنسورهای موقت در بدن انسان به منظور شناسایی عوامل شیمیایی یا بیولوژیکی و یا حتی استفاده از سلول‌های خورشیدی برای اتخاذ الکترونیک ضروری نیز استفاده شود.

” ما تصور می‌کنیم که در آینده همه نیروهای ارتشی به یک ابزار پرینت شده قابل حمل نیاز دارند، به این صورت که یک سرباز می‌تواند این چاپگر را از کوله پشتی‌ش بیرون بیاورد و یک حس‌گر شیمیایی یا الکترونیکی دیگری که به آن‌ها نیاز دارد، به طور مستقیم بر روی پوستش چاپ کند. ”