في دراسة جديدة ومثيرة ، يشرح الباحثون في جامعة مينيسوتا كيف يمكن لطابعة ثلاثية الأبعاد مخصصة ومنخفضة التكلفة أن تطبع الإلكترونيات على يد متحركة.

استخدم الباحثون في جامعة مينيسوتا طابعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة مخصصة لتطبيق الدوائر الإلكترونية على اليد البشرية.

الاستخدام المحتمل لهذه التقنية هو أن يقوم الجنود في ساحة المعركة بطباعة أجهزة استشعار مؤقتة على أجسادهم. هذه يمكن الكشف عن العوامل الكيميائية أو البيولوجية ، أو ميزة الخلايا الشمسية لشحن الأدوات.

يقول مايكل ماك ألبين ، المؤلف الرئيسي للدراسة والأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة مينيسوتا: ‘نحن متحمسون لإمكانات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة باستخدام طابعة محمولة وخفيفة الوزن تكلف أقل من 400 دولار’.

‘تخيل أن جنديًا يمكنه سحب هذه الطابعة من حقيبة ظهر وطباعة مستشعر كيميائي أو إلكترونيات أخرى يحتاج إليها مباشرة على الجلد. سيكون الأمر بمثابة ‘سكين الجيش السويسري’ في المستقبل مع كل ما يحتاجون إليه في أداة واحدة للطباعة ثلاثية الأبعاد. ‘

تتمثل إحدى الابتكارات الرئيسية للطابعة ثلاثية الأبعاد في قدرتها على التكيف مع الحركات الصغيرة للجسم أثناء التصنيع. يتم وضع علامات مؤقتة على الجلد ويتم مسح الجلد. ثم تستخدم الطابعة هذه العلامات لمعايرة التعديلات في الوقت الحقيقي لأي حركة.

‘بغض النظر عن مدى صعوبة محاولة أي شخص للبقاء ثابتاً عند استخدام الطابعة على الجلد ، حيث يمكن أن يتحرك أي الشخص قليلاً خلال الطباعة كما أن لكل إنسان يد مختلفة ‘

‘يمكن لهذه الطابعة تتبع اليد باستخدام العلامات وضبطها في الوقت الفعلي على حركات وخطوط اليد ، لذلك فإن طباعة الإلكترونيات تحافظ على شكل دائرتها’.

إلكترونيات الطباعة ثلاثية الأبعاد مع حبر مصنوع من رقائق الفضة

تتميز تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه بميزة فريدة أخرى ؛ تستخدم حبرًا متخصصًا مصنوعًا من رقائق فضية يمكن علاجها وإدارتها عند درجة حرارة الغرفة.

هذا يختلف عن أحبار الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى لأنها تتطلب المعالجة في درجات حرارة عالية. هذه يمكن أن تصل إلى 100 درجة مئوية أو 212 درجة فهرنهايت. وغني عن القول ، أن درجات الحرارة الساخنة من شأنها حرق الجلد عند تطبيقها.

لإزالة الإلكترونيات ، يمكن للمستخدم ببساطة إيقاف تشغيلها باستخدام الملقط. كما يمكنه غسلها بالماء والصابون.

بالإضافة إلى الإلكترونيات ، فإن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة لديها القدرة على طباعة الخلايا لمساعدة المصابين بأمراض الجلد. بالنسبة لهذا الجانب من الدراسة ، تعاون فريق ماك ألبين مع طبيب الأطفال دين جاكوب تولار ، وهو خبير عالمي في علاج الأمراض الجلدية النادرة.

استخدم الفريق بنجاح حبر حيوي لطباعة خلايا على جرح فأر. هذه النتائج يمكن أن تؤدي إلى علاجات طبية متقدمة و توفير إمكانية  إنتاج طعوم لأولئك الذين يعانون من الأمراض الجلدية.

 يقول ماكالبين. ‘أنا مفتون بفكرة طباعة الإلكترونيات أو الخلايا مباشرة على البشرة ، إنها فكرة بسيطة  و توفر إمكانات غير محدودة للتطبيقات الهامة في المستقبل.’

مصدر
https://all3dp.com/researchers-3d-prints-electronics-and-cells-directly-onto-skin/