在一項(xiàng)開創(chuàng)性的新研究中，明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員首次使用定制的低成本3D打印機(jī)在真手上打印電子產(chǎn)品。戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵可以使用該技術(shù)在他們的身體上打印臨時(shí)傳感器，以檢測(cè)化學(xué)或生物制劑或太陽能電池，為基本電子設(shè)備充電。

研究人員還成功地在小鼠的皮膚傷口上印刷了生物細(xì)胞。該技術(shù)可以為傷口愈合和皮膚病的移植物的直接印刷提供新的醫(yī)學(xué)治療。

該研究報(bào)告今天發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Advanced Materials的封底內(nèi)容上。

“我們很高興看到這種新型3D打印技術(shù)的潛力，使用價(jià)格低于400美元的便攜式輕型打印機(jī)，”該研究的主要作者，明尼蘇達(dá)大學(xué)Benjamin Mayhugh機(jī)械工程副教授Michael McAlpine說。“我們想象一名士兵可以將這臺(tái)打印機(jī)從背包中拉出來，直接在皮膚上打印化學(xué)傳感器或其他所需的電子設(shè)備。這就像未來的'瑞士軍刀'，他們需要的一切都在一個(gè)便攜式3D打印工具。“

新3D打印技術(shù)的關(guān)鍵創(chuàng)新之一是該打印機(jī)可以在打印過程中適應(yīng)身體的微小移動(dòng)。將臨時(shí)標(biāo)記物放置在皮膚上并掃描皮膚。打印機(jī)使用計(jì)算機(jī)視覺來實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)。

“無論人們?cè)谄つw上使用打印機(jī)時(shí)如何努力保持靜止，一個(gè)人會(huì)輕微移動(dòng)，每只手都不同，”McAlpine說。“該打印機(jī)可以使用標(biāo)記跟蹤手，并實(shí)時(shí)調(diào)整手的動(dòng)作和輪廓，因此電子設(shè)備的打印可以保持其電路形狀。”

這種3D打印技術(shù)的另一個(gè)獨(dú)特之處在于它使用由銀薄片制成的專用墨水，可以在室溫下固化和導(dǎo)電。這與需要在高溫(高達(dá)100攝氏度或212華氏度)下固化并且會(huì)燒傷手的其他3D打印墨水不同。

為了移除電子器件，人們可以簡(jiǎn)單地用鑷子剝離電子設(shè)備或用水沖洗掉電子設(shè)備。

除了電子產(chǎn)品，新的3D打印技術(shù)為許多其他應(yīng)用鋪平了道路，包括印刷細(xì)胞，以幫助皮膚病患者。McAlpine的團(tuán)隊(duì)與明尼蘇達(dá)大學(xué)兒科系醫(yī)生和醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)雅各布托拉爾合作，他是治療罕見皮膚病的專家。該團(tuán)隊(duì)成功地使用bioink在小鼠皮膚傷口上印刷細(xì)胞，這可能為皮膚病患者帶來先進(jìn)的醫(yī)學(xué)治療。

“我對(duì)直接在皮膚上印刷電子元件或細(xì)胞的想法著迷，”McAlpine說。“這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的想法，并且在未來的重要應(yīng)用中具有無限的潛力。”