Сегодня 06 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 🔥
Первый трейлер хоррора Alien: Isolation 2 — с детализированными интерьерами, прогрессивным освещением и неизменным Чужим 14 мин.
Capcom наконец анонсировала ремейк Resident Evil Code: Veronica — первый трейлер Resident Evil Veronica 28 мин.
Новая статья: 007 First Light — успех после долгих лет подготовки. Рецензия 55 мин.
Назад в будущее и обратно: анонсирована метроидвания Tempus Vitae с путешествиями во времени 2 ч.
Google исправила рекордные 429 уязвимостей в Chrome за раз — включая 22 критические 6 ч.
Аша Шарма подтвердила, что Xbox нужны эксклюзивы, но есть нюанс 7 ч.
Google начала экспериментировать с показом результатов поиска в Chrome сразу в режиме ИИ 7 ч.
Вредоносный мод для Minecraft заразил 116 000 компьютеров и продавал доступ к веб-камерам жертв 7 ч.
OpenAI согласилась предоставлять властям США свои новые ИИ-модели на проверку 8 ч.
ИИ-агент OpenAI Codex помог раскрыть атаку HTTP/2 Bomb: всего один компьютер может вывести из строя целый сервер 10 ч.
Silicon Motion представила SSD-контроллеры с PCIe 6.0 и скоростью до 28 Гбайт/с 3 ч.
Ангстремные мобильные процессоры Intel Panther Lake и Wildcat Lake начали появляться на настольных платах 3 ч.
В российской части МКС обнаружены две утечки воздуха — одну уже заделали 6 ч.
Thermal Grizzly показала водоблок для скальпированных процессоров — с алмазными пластинами за €1500 7 ч.
Роботакси Waymo показало себя как неожиданно удобный транспорт для бегства с места преступления 7 ч.
Репортаж со стенда Apacer на Computex 2026: память DDR5-9200, скоростные SSD с вентиляторами и не только 8 ч.
Илон Маск заговорил о 100 000 аппаратов Starlink на орбите — чтобы ускорить спутниковый интернет в 100 раз 8 ч.
Phison представила SSD-контроллер с поддержкой PCIe 6.0 10 ч.
Правительство США планирует выделить $700 млн на поддержку угольной энергетики для ИИ-инфраструктуры 10 ч.
Молния проникла в квартиру через интернет-кабель и уничтожила ПК и роутер 10 ч.