在一項具有開創(chuàng)性的新研究中，明尼蘇達大學的研究人員首次使用定制的低成本3D打印機在真實的手上打印電子產(chǎn)品。該技術可以被戰(zhàn)場上的士兵用來在他們的身體上打印臨時傳感器，以檢測化學或生物制劑或太陽能電池來為必要的電子設備充電。研究人員還成功地在老鼠的皮膚傷口上打印了生物細胞。該技術可能會為傷口愈合帶來新的醫(yī)學治療，并直接印刷出皮膚疾病的移植物。

新型3D打印技術在皮膚上的關鍵創(chuàng)新之一是打印機使用計算機視覺來實時跟蹤和調整運動。圖片來源：明尼蘇達大學McAlpine集團

該研究報告發(fā)表在學術期刊《先進材料》的封底內頁上。

該研究的主要作者，明尼蘇達大學本杰明·梅休大學機械工程副教授邁克爾·麥卡芬說：“使用成本低于400美元的便攜式輕便打印機，這種新的3D打印技術的潛力令我們感到興奮。” “我們認為，士兵可以將這臺打印機從背包中拉出，然后直接在皮膚上打印化學傳感器或其他所需的電子設備。它將成為未來的“瑞士軍刀”，他們將所有需要的一切都集成在一個便攜式3D打印工具中。”

新3D打印技術的關鍵創(chuàng)新之一是，該打印機可以在打印過程中適應身體的微小運動。將臨時標記放置在皮膚上，然后掃描皮膚。打印機使用計算機視覺來實時調整運動。

“無論在皮膚上使用打印機時，任何人嘗試保持靜止狀態(tài)，一個人都會輕微移動，每只手都不同，” McAlpine說。“該打印機可以使用標記來跟蹤手，并根據(jù)手的運動和輪廓進行實時調整，因此電子設備的打印可以保持其電路形狀。”

這種3D打印技術的另一個獨特功能是，它使用由薄片狀銀制成的專用墨水，這種墨水可以在室溫下固化和導電。這與需要在高溫(最高攝氏100度或華氏212度)下固化并且會灼傷手的其他3D打印油墨不同。

要卸下電子設備，該人員只需用鑷子將電子設備剝離或用水沖洗即可。

除電子設備外，新的3D打印技術還為許多其他應用鋪平了道路，包括打印細胞以幫助患有皮膚疾病的人。McAlpine的團隊與明尼蘇達大學兒科系醫(yī)生和醫(yī)學院Dean Jakub Tolar合作，Dean Jakub Tolar是世界著名的罕見皮膚病治療專家。該團隊成功地使用生物墨水在小鼠皮膚傷口上打印了細胞，這可能會為患有皮膚病的人帶來先進的醫(yī)學治療。

“我對直接在皮膚上打印電子產(chǎn)品或電池的想法著迷，” McAlpine說。“這是一個簡單的想法，并且在未來的重要應用中具有無限的潛力。”