Инновации

Один из вариантов будущего медицинской диагностики может выглядеть в форме съедобной электроники, изготовленной при помощи специализированного трехмерного принтера. Это технология стала результатом работ австралийского ученого над созданием датчиков и электронных устройств из пищевых материалов. "Мое электронное устройство, выполнив свою функцию, растворится без следа, поглотится организмом и выведется естественным путем, не причинив пациенту абсолютно никакого вреда"- рассказывает Марк хетт Панхуис, профессор химии из университета Уоллонгонга, Австралия.

Группа профессора хетт Панхуиса разрабатывает различные материалы-гидрогели, основой которых являются распространенные съедобные вещества. Параллельно с этим ведется разработка датчиков и электронных компонентов, изготавливаемых из тех же самых материалов, которые можно сформировать при помощи специализированного трехмерного принтера.

Основной проблемой гидрогелей является то, что они пластичны и непрочны, но ученые выяснили, что использование двух различных полимеров, которые формируют не только продольные, но и поперечные молекулярные связи, может сделать гидрогель намного более устойчивым, что в свою очередь, позволяет ему сохранять изначальную форму в течение достаточно длительного времени. Одним из таких связующих полимеров является генипин (genipin), который используется в качестве противовоспалительного средства и получается из плодов растения гардении. Кроме этого ученые используют желатин, сгуститель, применяемый очень широко в кондитерской промышленности. Для создания большего количества межмолекулярных связей в состав гидрогелей добавляются соли, в том числе и обычная поваренная соль.

Поскольку в составе гидрогелей находится до 97.5 процентов воды, эти материалы являются токопроводящими. В их объеме можно организовать каналы с более высокой электрической проводимостью, добавив в состав соли, богатые ионами натрия. Исходные компоненты гидрогеля находятся в специальных баках трехмерного принтера в нагретом жидком состоянии. Но после того, как принтер печатает трехмерный объект из этого гидрогеля составы смешиваются, полимеризуются и помещаются в холодильник для дальнейшего хранения.

Самой большой проблемой является считывание информации, которую собрали датчики. Ученые надеются, что в течение следующих семи лет, срока, на который уже выделено необходимое финансирование, им удастся решить все проблемы.

 А в более дальней перспективе ученые собираются разработать мягкие гидрогелевые материалы и электронные устройства, которые можно будет использовать в робототехнике и в технологиях так называемой четырехмерной печати, т.е. когда напечатанный 3D-принтером трехмерный объект сможет изменять свою форму, выполняя его основную функцию.

 

Источник: http://www.dailytechinfo.org/