I en banbrytande ny studie, forskare vid University of Minnesota använde en anpassad, billig 3D-skrivare för att skriva ut elektronik på riktigt för första gången. Tekniken kan användas av soldater på slagfältet för att skriva ut tillfälliga sensorer på sina kroppar för att upptäcka kemiska eller biologiska agenter eller solceller för att ladda viktig elektronik.

Forskare skrev också framgångsrikt ut biologiska celler på hudens sår hos en mus. Tekniken kan leda till nya medicinska behandlingar för sårläkning och direkt utskrift av transplantat för hudsjukdomar.

Forskningsstudien publicerades idag på den inre baksidan av den akademiska tidskriften Avancerade material .

"Vi är glada över potentialen med denna nya 3D-utskriftsteknik med hjälp av en bärbar, lätt skrivare som kostar mindre än $ 400, "sa Michael McAlpine, studiens huvudförfattare och University of Minnesota Benjamin Mayhugh docent i maskinteknik. "Vi föreställer oss att en soldat kan dra ut den här skrivaren ur en ryggsäck och skriva ut en kemisk sensor eller annan elektronik som de behöver, direkt på huden. Det skulle vara som en framtida "schweizisk armékniv" med allt de behöver i ett bärbart 3D -utskriftsverktyg. "

En av nyckelinnovationerna i den nya 3D-utskriftstekniken är att denna skrivare kan anpassa sig till kroppens små rörelser under utskrift. Tillfälliga markörer placeras på huden och huden skannas. Skrivaren använder datorsyn för att anpassa sig till rörelser i realtid.

"Oavsett hur hårt någon skulle försöka hålla sig still när han använde skrivaren på huden, en person rör sig något och varje hand är annorlunda, "Sa McAlpine." Den här skrivaren kan spåra handen med markörerna och justera i realtid efter handens rörelser och konturer, så tryckning av elektroniken behåller sin kretsform. "

En annan unik egenskap hos denna 3D-utskriftsteknik är att den använder ett specialbläck av silverflingor som kan härda och leda vid rumstemperatur. Detta skiljer sig från andra 3D-tryckfärger som måste härda vid höga temperaturer (upp till 100 grader Celsius eller 212 grader Fahrenheit) och skulle bränna handen.

För att ta bort elektroniken, personen kan helt enkelt ta bort den elektroniska enheten med en pincett eller tvätta bort den med vatten.

Förutom elektronik, den nya 3D-utskriftstekniken banar väg för många andra applikationer, inklusive utskrift av celler för att hjälpa dem med hudsjukdomar. McAlpines team samarbetade med University of Minnesota Department of Pediatrics doktor och medicinska skolan Dean Jakub Tolar, en världsberömd expert på behandling av sällsynta hudsjukdomar. Teamet använde framgångsrikt en bioink för att skriva ut celler på ett mushudsår, vilket kan leda till avancerade medicinska behandlingar för personer med hudsjukdomar.

"Jag är fascinerad av tanken på att skriva ut elektronik eller celler direkt på huden, "McAlpine sa." Det är en så enkel idé och har obegränsad potential för viktiga applikationer i framtiden. "