Сегодня 17 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Инженеры разработали устройство для печати электроники на живых тканях и хирургических имплантах без их повреждения

Инженеры Университета Райс (Rice University) разработали устройство, которое спекает токопроводящие чернила прямо на живых тканях, костях и хирургических имплантах — без повреждения поверхности. Устройство Meta-NFS передаёт в материал 79,5 % микроволновой мощности против 8,5 % у стандартных зондов, концентрируя энергию в зоне менее 200 микрометров.

 Источник изображений: rice.edu

Источник изображений: rice.edu

Meta-NFS расшифровывается как metamaterial-inspired near-field electromagnetic structure — структура электромагнитного ближнего поля на основе метаматериалов. Устройство объединяет разрезной кольцевой резонатор с конусообразным наконечником: резонатор захватывает и усиливает электромагнитную энергию, наконечник сжимает её до зоны менее 200 микрометров (0,008 дюйма). В результате нанесённый материал разогревается выше 160 °C, а несущая поверхность остаётся холодной.

Роль посредника выполняет графен, который поглощает до 50 % микроволновой энергии, тогда как инфракрасный лазер обеспечивает поглощение лишь на уровне 2,3 %. Регулируя мощность в реальном времени, исследователи меняют кристаллическую структуру наночастиц прямо в ходе печати — без смены материалов. Удельное сопротивление чернил на основе наночастиц серебра варьируется более чем на три порядка, вплоть до значений, близких к проводимости чистого серебра.

До сих пор печатная электроника упиралась в один барьер: печь или лазер нагревают всё в зоне досягаемости, что разрушает живые ткани и большинство медицинских материалов. Лазерное спекание требовало, чтобы поверхность поглощала излучение строго определённой длины волны — это изначально исключало большинство биологических и медицинских материалов.

 Микроэкструзионное сопло наносит токопроводящие чернила, пока соседний зонд одновременно фокусирует микроволновую энергию на свежеотпечатанный материал, спекая его наночастицы в рабочие электрические цепи в режиме реального времени

Микроэкструзионное сопло наносит токопроводящие чернила, пока соседний зонд Meta-NFS одновременно фокусирует микроволновую энергию на свежеотпечатанный материал, спекая его наночастицы в рабочие электрические цепи в режиме реального времени

Команда напечатала токопроводящие микроструктуры на живом растительном листе, пластике, силиконе, бумаге и непосредственно на бедренной кости быка. На кости разместили беспроводной датчик деформации, который фиксировал малые механические отклонения. Схема в силиконовой оболочке сохраняла электропроводность более 300 секунд под водой; незащищённая разрушалась за 2,5 секунды.

Наиболее близкое к практике применение — датчики износа в ортопедических имплантатах. Команда уже напечатала беспроводные датчики на сверхвысокомолекулярном полиэтилене — материале большинства искусственных тазобедренных и коленных суставов. Датчики отслеживают износ и механические напряжения в режиме реального времени, не нарушая структуры импланта и не требуя дополнительных операций. Следующие направления — проглатываемые диагностические системы, устройства прямого сопряжения с органами и роботы с электроникой, встроенной в конструкцию.

 Объёмные электропроводящие конструкции, напечатанные послойным методом: устройство спекает каждый слой наночастиц серебра непосредственно в ходе печати, формируя свободностоящие трёхмерные структуры без термического воздействия на окружающую поверхность

Объёмные электропроводящие конструкции, напечатанные послойным методом с применением Meta-NFS: устройство спекает каждый слой наночастиц серебра непосредственно в ходе печати, формируя свободностоящие трёхмерные структуры без термического воздействия на окружающую поверхность

«Возможность избирательно нагревать печатаемые материалы позволяет задавать их функциональные свойства в нужных точках пространства даже в окружении термочувствительных материалов, — сообщил руководитель исследования, младший профессор кафедры машиностроения Школы инженерии и вычислительных наук имени Джорджа Р. Брауна при Университете Райс Йон Линь Кон (Yong Lin Kong). — Это позволяет размещать электронику произвольной конфигурации на широком спектре основ, включая биополимеры и живые ткани, с помощью настольного принтера — без сложных производственных условий и трудоёмких ручных операций».

Источники:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Внезапная блокировка Anthropic Fable 5 подстегнула интерес к открытым ИИ-моделям 24 мин.
Голосовые сообщения в WhatsApp можно будет отправлять не открывая приложение — прямо из виджета 2 ч.
Telegram через суд обжаловал блокировку в Индии 3 ч.
Windows 11 избавится от лишних перезагрузок: обновления будут устанавливаться за один цикл 5 ч.
«Минимальные усилия, но максимальный эффект»: Digital Foundry показала, как Sony может прокачать Bloodborne на PS5 без FromSoftware 5 ч.
CATL и Tencent стали инвесторами DeepSeek, но больше всех вложился основатель стартапа 5 ч.
Союзники США восстали против ограничений на ИИ: Европа добивается доступа к Mythos и другим моделям Anthropic 5 ч.
ИИ и массовые увольнения довели моральный дух сотрудников Meta до исторического минимума 5 ч.
Apple изменит схему работы функции Hide My Email — в худшую сторону 5 ч.
Xbox решила судьбу Ninja Theory ещё до анонса Senua — игру показали для инвесторов 6 ч.
Nvidia показала роботов, которые сами научились собирать ПК — но почему-то дорогие видеокарты им не доверила 9 мин.
Китай проследит, как ИИ отнимает и создаёт рабочие места 20 мин.
Silicon Motion будет внедрять PCIe 6.0 в SSD с оглядкой на процессоры Nvidia, а не Intel или AMD 27 мин.
Тяжёлая ракета Ariane 6 впервые стартовала в самой мощной конфигурации — она вывела на орбиту спутники Amazon Leo 31 мин.
«Мегафон» связал Россию и Китай новым магистральным каналом связи 56 мин.
«Я собираюсь красть ваших клиентов»: глава Nothing объявил войну Apple из-за слишком скучных iPhone 2 ч.
IDC: на x86 теперь приходится лишь чуть более половины рынка серверов, в основном из-за ИИ 2 ч.
Представлен человекоподобный робот Genesis Eno, непохожий на человека 3 ч.
NASA модернизировало квантовую лабораторию на МКС — эксперименты с холодными атомами выйдут на новый уровень 3 ч.
США снимут запрет на ввоз китайских дронов, но только игрушечных 4 ч.