創新 3D 列印技術,將電子元件和細胞直接印在皮膚上

作者 | 發布日期 2018 年 05 月 13 日 12:00 | 分類 3D列印 follow us in feedly

美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)研究人員首次使用客製化且低成本的 3D 列印技術,在手臂上印製電子產品,這項技術可以應用在戰場士兵,藉由列印的感應器來檢測身體所含化學物質或生物分子。



此外,也還能印製太陽能電池,幫簡易電子設備充電;研究人員還成功將生物細胞印製在小鼠傷口上,發現這項技術可能為傷口癒合和皮膚相關疾病提供新的治療方式。

這項研究報告發表在學術期刊《先進材料》(Advanced Materials)。

研究第一作者、明尼蘇達大學機械工程副教授 Michael McAlpine 表示:「我們對這項 3D 列印技術感到興奮,而且這台方便攜帶的 3D 印表機價錢低於 400 美元。想像一位士兵可以從背包裡拿出這台印表機,直接在他的皮膚上列印感應器或是他需要的電子產品,士兵們需要的物品都能放在一台輕便且好攜帶的 3D 印表機中。」

這個 3D 印表機的關鍵技術在於列印過程中能適應身體的微小振動,也會利用計算機視覺(computer vision,利用攝影機和電腦代替人眼辨識目標、跟蹤和測量,並做圖像處理)調整運動位置。

McAlpine 副教授談到:「在皮膚使用印表機時,即使人們想努力保持靜止仍會有輕微晃動,且每個人晃動幅度都不一樣,而這台印表機利用標記追蹤手部輪廓和運動方式,並即時調整位置,因此列印出來的電子元件依然保持完整。」

這項 3D 列印技術另一個獨到之處在於它使用「銀片」為專用墨水,因此在室溫下固化且能導電。這比起需要在高溫下(攝氏 100 度)才能固化的油墨更方便,且不會燒傷手。移除列印上去的電子元件也十分簡單,只要使用鑷子將它夾起或用水清洗即可。

除了應用在電子元件,創新的 3D 列印技術還能印出細胞,幫助治療皮膚病患者。McAlpine 團隊與明尼蘇達大學醫學院的兒科醫生 Dean Jakub Tolar 合作,成功使用「生物墨水」(bioink)印製出小鼠傷口周圍的受傷細胞,這也開創了先進醫學實驗對皮膚病的治療。

McAlpine 說:「我很喜歡將電子元件或細胞直接印製在皮膚上的想法,聽上去簡單,但對未來的應用開創卻有無限潛力。」

(首圖來源:明尼蘇達大學

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