3D-Druck von Elektronik direkt auf der Haut
Forscher der Universität von Minnesota haben Berichten zufolge erfolgreich 3D-Elektronik direkt auf menschliche Haut gedruckt. Sie behaupten, mit einem günstigen, mobilen Desktop-3D-Drucker funktionelle elektronische Komponenten auf dem Handrücken hergestellt zu haben. Ein höchst überraschender Fortschritt, dessen Nutzen auf Anhieb vielleicht nicht offensichtlich ist. Das Forschungsteam erklärt jedoch, dass mit dem 3D-Druck von Elektronik chemische Sensoren oder elektronische Geräte unabhängig von der Umgebung, in der sich der Benutzer befindet, direkt erstellt werden können.
Der 3D-Druck von elektronischen Bauteilen gewinnt immer mehr an Bedeutung mit Akteuren wie Nano Dimension oder Nascents Objects, die 3D-gedruckte Elektronik mit einem bestimmten Zeitziel in Angriff genommen haben, um kleinere Teile schneller zu herzustellen und zunehmen auf kundenspezifische Nachfrage reagieren zu können. Wenn auch die 3D-gedruckte Elektronik als ein Trend zu benennen ist, war es bislang nicht üblich dies auch auf menschlicher Haut zu tun.US-Forscher erklären nun jedoch, dass diese beiden Technologien kombiniert werden können und das großes Potenzial aufweisen.
„Wir sind begeistert von dem Potenzial dieser neuen 3D-Drucktechnologie, die einen leichten, tragbaren Drucker verwendet, der weniger als 400 US-Dollar kostet“, sagten Michael McAlpine, Hauptautor der Studie, und Benjamin Mayhugh, Professor für Maschinenbau an der Universität von Minnesota. „Wir stellen uns vor, dass ein Soldat diesen 3D-Drucker aus einem Rucksack nehmen und einen chemischen Sensor oder andere Elektronik, die er benötigt, direkt auf die Haut drucken würde. Das würde das Schweizer Taschenmesser der Zukunft werden, alles, was man braucht, wäre dieses tragbare 3D-Druckwerkzeug.“
Wie funktioniert dieser Prozess?
Temporäre Markierungen werden zuerst auf der Haut erstellt, so dass sie gut in 3D digitalisiert werden können. Der 3D-Drucker ist mit einem Bewegungssensor ausgestattet, um trotz kleiner unwillkürlicher Bewegungen der Hand während des 3D-Druckprozesses Fehler zu vermeiden. Dadurch können kleine Bewegungen der Hand während des 3D-Druckvorgangs ermöglicht werden ohne zu viel Schaden dabei zu verursachen. Die 3D-gedruckte Elektronik kann zudem leicht mit einer Pinzette abgezogen oder mit Wasser entfernt werden.
„Egal wie sehr du versuchst still zu bleiben, du wirst deine Hand immer noch leicht bewegen. Außerdem ist jede Hand anders“, sagt McAlpine. „Unser 3D-Drucker folgt mit den Markern entlang der Hand und kann sich somit in Echtzeit den Bewegungen und Konturen der Hand anpassen.“
Die Marker werden zuerst auf der Hand platziert.
Ein Prozess, der ohne die Erstellung einer bestimmten Tinte nicht funktioniert hätte. Das Team erklärt, dass es sich für den 3D-Druck von Elektronik auf menschliche Haut um eine Spezialtinte aus Silberflocken handelt. Im Gegensatz zu anderen Tinten, die hohe Temperaturen zum Aushärten benötigen und wobei folglich die Haut während des Extrusionsverfahrens verbrennen würde, entwickelten sie die Tinte, die bereits bei Raumtemperatur polymerisiert und damit geeignet zur Verwendung auf Haut ist.
Kann das Verfahren zum 3D-Druck von Elektronik medizinische Revolution bringen?
Das gleiche Engineering-Team arbeitete auch für die Abteilung der Pädiatrie an der University of Minnesota mit Jakub Tolar, der ein Experte in der Behandlung von seltenen Hauterkrankungen ist. Ihnen zu Folge haben sie bereits mit Hilfe einer Biotinte einen weiteren Fortschritt im 3D-Druck auf Haut erreicht. So konnten sie unter Verwendung dieser Biotinte organische Zellen auf einer Wunde direkt auf die Haut einer Maus drucken. In Zukunft könnte die Entwicklung dieser 3D-Technologie zu neuen medizinischen Behandlungen für eine bessere Wundheilung verhelfen. Zudem könnte der direkte 3D-Druck auf Haut Transplantationen und Hautbehandlungen erleichtern.
Die gesamte Studie dazu finden Sie in der Wiley Online Bibliothek und weitere Informationen im folgenden Video:
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