Прорыв в печати на пластике указывает на возможность улучшения протезов

Исследователи из Тель-Авивского университета (TAU) разработали способ печати биосовместимых компонентов для микроэлектромеханических систем (MEMS), который может использоваться в приложениях, в том числе медицинском оборудовании.

MEMS обычно получают из кремния, но исследователи из TAU – инженеры и докторанты Leeya Engel и Jenny Shklovsky – создали новый процесс микро-печати для создания гибкого и нетоксичного органического полимера, подходящего для использования с MEMS. Утверждается, что полученные компоненты могут быть более удобными и безопасными для использования в человеческом теле и расходуют меньше энергии.

MEMS находят применение в бытовой электронике, автомобилях, медицине. Датчики MEMS, акселерометры, которые поворачивают экраны смартфонов вертикально или горизонтально, собирают информацию из окружающей среды путем преобразования движения или химических сигналов в электрические сигналы. Приводы MEMS выполняют команды путем преобразования электрических сигналов в движение. Оба, однако, рассчитаны на использование микро-и нано-компонентов (таких как мембраны), а также для измерения или выполнения необходимого движения.

MEMS-мембраны, как и другие компоненты MEMS, могут быть изготовлены из кремния при помощи процессов, используемых в полупроводниковой промышленности. Новый процесс печати от TAU, опубликованный в «Microelectronic Engineering» и представленный на 59-м Международном симпозиуме AVS в городе Тампа ( штат Флорида), предоставляет эластичные, тонкие как бумага мембраны, изготовленные из особого вида органического полимера.

Этот материал имеет определенные свойства, которые делают его привлекательным для микро-и нанодатчиков и приводов. Важно отметить, что полимерные мембраны являются более подходящими для имплантации в организм человека, чем их силиконовые «копии» , отчасти из-за их гибкости по сравнению с традиционными материалами.

Гибкость полимерных мембран может помочь сделать MEMS-датчики более чувствительными и MEMS-двигатели более энергоэффективными. Они могут стать ключом к улучшению камер и смартфонов с увеличением срока службы батареи.

В секторе медицинского оборудования бионические конечности (которые могут реагировать на стимулы нервной системы ампутантов и внешней среды), а также протезные пузыри (которые регулируют мочеиспускание у людей, парализованных ниже пояса), уже находятся в эксплуатации. Переключение на MEMS с полимерными мембранами может помочь сделать такое протезирование более удобным, эффективным и безопасным для использования снаружи или внутри тела.

“Применение полимера MEMS в промышленности может быть реализовано только с развитием технологий печати, которые предоставляют низкую стоимость массового производства”, – сказал Engel в заявление.

Мембраны нового полимера от команды ученых уже можно быстро и недорого производить. Следующий шаг заключается в использовании процесса печати для создания функциональных датчиков и приводов почти полностью из полимера в микро-и нано-масштабах. Такие гибкие аппараты можно использовать в искусственных мышцах и гибких экранах, которые могут сворачиваться.