Исследовательская группа McAlpine из Департамента машиностроения Университета Миннесоты опубликовала статью, демонстрирующую метод трехмерной печати крошечных мультимодальных датчиков.

Электроника, используемая в устройствах размером с человеческий кончик пальца,  способна дифференцировать движения, обозначая их как вводный канал для будущей пригодной для ношения электроники и бионической кожи.

3D-печать силиконового базового слоя датчика.

Чернила и процесс

Датчики, разработанные исследовательской группой McAlpine Research Group, 3D печатаются в 6 слоев, используя 4 разных чернил. Это можно разделить следующим образом:

Слой 1 - Чистая силиконовая подложка
Слой 2 - нижний электрод 3D-напечатанный в силиконовом составе, содержащем 75% серебра.
Слой 3 – спиральнообразный (или винтообразный) проводящий датчик, напечатанный посередине в силиконовых композитных чернилах, содержащих 68% серебра.
Слой 4 - Чистые силиконовые чернила для изоляции нижнего электрода от следующего верхнего электрода.
Слой 5 – временные чернила для обеспечения поддержки верхнего электрода.    
Слой 6 - Верхний электрод в 75% серебро / силиконовый композит.
 
Каждый слой напрямую записывается с помощью специального 3D-принтера с четырьмя движущимися соплами на основе портальной системы AGS 1000 от Aerotech. Исходные чернила удаляют в воде, а остальные материалы оставляют отвердевать при комнатной температуре. Результатом является электропроводящий материал с высокими уровнями растяжимости.

Механическое испытание растяжимости материала датчика. Зажим с помощью дополнительных материалов для трехмерных печатных растяжимых тактильных датчиков

Производительность под давлением

Чтобы проверить функциональность материала в качестве датчика, устройства 3D-печати печатаются на человеческом запястье и кончике пальца. На запястье датчик используется для считывания импульсов, а различные тесты на пальце показывают способность устройства считывать давление, то есть при нажатии кнопок или сгибании пальца.

Передача данных в реальном времени с датчика eh, напечатанного на фиктивной руке и нажатого другой рукой.

Дальнейшее изучение  этого метода включает будущую оптимизацию материалов, разработка устройств, способных считывать температуру, и 3D-платформы печати с обратной связью для печати в режиме реального времени объектов на произвольных и движущихся подложках.

Конечным достижением будет способность интегрировать такие датчики в кожу человека, давая людям, возможность читать в режиме реального времени в организме.

Источник: 3D Print Soften