Інженери розробили пристрій для друку електроніки на живих тканинах

Інженери університету Райс вирішили задачу, яка роками стояла на шляху медичної електроніки: як надрукувати провідні схеми прямо на живій тканині або імпланті — і нічого при цьому не спалити.

Проблема була проста і неприємна: будь-який спосіб «запікання» електронних чорнил — піч, лазер — нагріває все навколо. Для живої тканини це катастрофа. Лазер до того ж вимагав, щоб поверхня поглинала певну довжину хвилі, а більшість біологічних матеріалів на це нездатні.

Пристрій Meta-NFS обходить обидві проблеми одразу. Він концентрує мікрохвильову енергію у зоні менше 200 мікрометрів — менше товщини двох людських волосин — і передає в матеріал майже 80% потужності, тоді як стандартні зонди «доставляють» лише 8–9%. Нанесений матеріал розігрівається вище 160°C, а поверхня під ним залишається холодною. Посередником слугує графен, який поглинає мікрохвилі в десятки разів ефективніше, ніж це робить інфрачервоний лазер.

На практиці команда вже надрукувала провідні мікроструктури на живому рослинному листі, силіконі, папері і — найголовніше — безпосередньо на бичачій стегновій кістці. На кістці розмістили бездротовий датчик деформації, який фіксує найменші механічні відхилення.

Найбільш очевидне застосування — «розумні» ортопедичні імпланти. Штучні суглоби зношуються, і зараз єдиний спосіб це виявити — повторна операція або рентген. Датчики, надруковані просто на поверхні імпланту, могли б передавати дані про знос у режимі реального часу — без втручання і без порушення структури протеза.

Далі — ще амбітніше: проковтувані діагностичні системи, електроніка, вбудована безпосередньо в органи, роботи з інтегрованими в конструкцію схемами. Поки що все це звучить як наступний розділ, але перший — судячи з результатів — вже написаний.