Сегодня 18 апреля 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 🔥
Хакеры использовали код, опубликованный обиженным на Microsoft исследователем 2 ч.
На этой неделе OpenAI потеряла ещё троих руководителей 4 ч.
Китайскую DeepSeek оценили в $10 млрд — компания хочет привлечь $300 млн на развитие 4 ч.
Новая статья: Darwin’s Paradox! — платформер с душой и щупальцами. Рецензия 10 ч.
Тизер нового компаньона в дополнении «Неисчислимый музеон» разочаровал фанатов Warhammer 40,000: Rogue Trader 14 ч.
Инсайдер: в Game Pass может появиться тариф с доступом только к эксклюзивам Xbox, а будущее Call of Duty в сервисе под вопросом 15 ч.
Глава Nvidia: у Китая уже есть всё, что нужно для обучения ИИ уровня Claude Mythos 15 ч.
Google рассказала, как правильно разрабатывать приложения для Android с помощью ИИ 16 ч.
Хардкорный шутер Road to Vostok от финского разработчика-одиночки стал хитом раннего доступа Steam — 200 тысяч копий менее чем за две недели 17 ч.
Microsoft переделывает «Пуск» с нуля: изменение размеров, отключение разделов и другие настройки 17 ч.
Инженеры разработали устройство для печати электроники на живых тканях и хирургических имплантах без их повреждения 2 ч.
SpaceX обвинила Blue Origin в том, что антенны спутниковой сети TeraWave создадут помехи для 10 млн абонентов Starlink 3 ч.
AMD достигла рекордной капитализации в $454 млрд, почти на треть обойдя Intel 5 ч.
Храним здесь, запускаем там: OCI и AWS подружили свои облачные сети 11 ч.
ИИ-стартап Cerebras поставит OpenAI ускорители ещё на $20 млрд 12 ч.
До 4 Тбайт китайской флеш-памяти со скоростью до 12 000 Мбайт/с — YMTC выпустила SSD Zhitai TiPlus 9100 14 ч.
Европейские стартапы обещают обогнать ИИ-чипы Nvidia по эффективности в 100 раз — но им не хватает денег и фабрик 14 ч.
Asus уточнила, какие блоки питания получат кабель ROG Equalizer 12V-2x6 с защитой от выгорания — это будет не бесплатно 16 ч.
OpenAI получит долю в конкуренте Nvidia в сфере ИИ-чипов 17 ч.
Строительство новых ЦОД забуксовало и это может затормозить всю отрасль ИИ 18 ч.