Инженеры из Колледжа науки и техники Университета Миннесоты (University of Minnesota College of Science and Engineering) разработали технологию, которая позволяет с помощью 3D-печати создавать эластичные сенсорные устройства, которые позволят в будущем наделить роботов тактильным чувством. Также работа делает возможной печать электронных компонентов поверх настоящей человеческой кожи.
Статья о разработке опубликована онлайн в журнале Advanced Materials.
«Эластичная электронная ткань, которую мы разработали, имеет много практических применений, — говорит Майкл Макалпин (Michael McAlpine), руководитель исследования. — Использование подобного рода бионической кожи в конструкции хирургических роботов позволит хирургам возможность использовать осязание, в дополнение к зрительному контролю с помощью камеры — единственно возможному сейчас, при проведении малоинвазивных операций, что упростит их проведение. Эти датчики могут также ускорить создание роботов, которые будут хорошо ходить и взаимодействовать с окружающей средой».
Новая разработка также может быть использована для печати электроники на реальной коже человека. Это необходимо для совершенствования технологии микродатчиков, которые могут быть использованы для мониторинга состояния здоровья или для выявления опасных химических веществ.
«Мы ещё не печатали на коже человека. Но мы уже можем напечатать на модели руки, используя нашу технику, — рассказывает Макалпин. — Мы также накладывали напечатанные устройства на кожу и отметили, что датчик настолько чувствителен, что может контролировать пульс в режиме реального времени».
Особенность разработанного командой Макалпина принтера — система зондирования поверхности, на которой идёт печать. У принтера четыре насадки для печати, заполненные разными материалами — силиконом, токопроводящей краской, материалом для создания сенсора в виде пружины, растворимым материалом для фиксации компонентов в ходе печати (его из готового сенсора впоследствии вымывают).
Отмечается, что все слои, нужные для изготовления гибких датчиков, можно наносить при комнатной температуре. Обычная 3D-печать не годится для печати по коже — используется расплавленный пластик, слишком для этого горячий. К тому же обычный пластик не слишком эластичен, а новые гибкие датчики могут растягиваться в три раза.
«Это совершенно новый подход к 3D-печати электроники, — заявляет Макалпин. — У нас есть многофункциональный принтер, который может напечатать несколько слоёв, чтобы получились эти гибкие сенсорные устройства. Это может продвинуть нас во многих направлениях».
Исследователи отмечают, что их разработка — практически готовая технология.
Следующие шаги команды — попытка использования полупроводниковых «чернил» и печать на коже человека.
