Сегодня 22 октября 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».

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источники:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Ролевой боевик Fatekeeper в духе Dark Messiah of Might and Magic стал хитом раннего доступа Steam, а игроки заждались обновлений 11 мин.
DeepSeek привлекла $15 млрд на борьбу с OpenAI и Anthropic 15 мин.
IBM увеличила прогноз по выручке от ПО — акции выросли на 4 % 25 мин.
Дыры PHP уже пытаются использовать для взлома серверов — Google, OpenAI и Amazon встали на защиту интернета 34 мин.
Видео: релизный трейлер Phantom Blade Zero и анонс физического издания для PS5 49 мин.
ИИ разогнал выручку Meta на 26 %, но требует ещё больше денег — компания готовит новые акции без права голоса 3 ч.
Я тебя породил: представлена рекурсивная модель ИИ, которая обучает себя сама 5 ч.
Слухи: закрытие BioWare и отмена Mass Effect 5 не поставили крест на сериале Mass Effect от команды «Фоллаут» 5 ч.
Microsoft запустила почасовую оплату в Xbox Cloud Gaming без подписки Game Pass — от $3,99 за 10 часов 9 ч.
DeepSeek открыла исходный код DeepInfer — фреймворка для инференса своего ИИ 13 ч.
iPhone Duo завезли в Россию до старта глобальных продаж — от 299 990 рублей до более чем полумиллиона 10 мин.
NASA испытало двигатели для возвращения американцев на Луну — один даже вывели на 111 % мощности 21 мин.
Gartner: мировые затраты на дата-центры в 2026 году взлетят более чем на 70 % 3 ч.
OPPO Find X10 Pro Max против обычного Find X10: стоит ли доплатить за старшую модель 4 ч.
Tesla захлебнулась в заказах: спрос достиг максимума за четыре года, но батарей на всех не хватило 5 ч.
Google Cloud и NVIDIA запустят в ноябре инстансы на базе Vera Rubin NVL72 13 ч.
К 2030 году доходы рынка малых ЦОД в России достигнут 14,2 млрд рублей 13 ч.
Новая статья: EXPO, каким он должен быть: обзор комплекта памяти G.Skill Trident Z5 NeoX RGB DDR5-6000 CL36 32GB с профилем EXPO ULL 13 ч.
HPE компьютеризирует Луну — на луноход Astrolab FLIP установят ИИ-систему с секретным процессором 13 ч.
Nvidia и Siemens научили ИИ проектировать 3D-чипы — трудозатраты инженеров можно сократить на 95 % 13 ч.