Παρόλο που μέχρι σήμερα το βλέπαμε μόνο στον κόσμο του κινηματογράφου, ήρθε η ώρα να γίνει πραγματικότητα. Η τοποθέτηση ηλεκτρονικών στοιχείων απευθείας πάνω στο δέρμα, είναι πλέον γεγονός. Η μέθοδος με την οποία υλοποιήθηκε το συγκεκριμένο εγχείρημα δεν θα μπορούσε να είναι άλλη από την εκμετάλλευση των δυνατοτήτων της τεχνολογίας της 3D εκτύπωσης. Υπεύθυνοι για την πρωτοποριακή μελέτη είναι μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. Για να φέρουν εις πέρας το εγχείρημά τους, χρησιμοποίησαν έναν φτηνό, φορητό επιτραπέζιο 3D εκτυπωτή για να ενσωματώσει λειτουργικά ηλεκτρονικά στοιχεία κατευθείαν στο πίσω μέρος του χεριού ενός εθελοντή. Προκειμένου να αποφευχθούν τυχόν σφάλματα και αστοχίες λόγω της μη σταθερότητας του χεριού κατά τη διαδικασία της 3D εκτύπωσης, χρησιμοποιήθηκε ένα ειδικό σύστημα ανίχνευσης κίνησης.

3D εκτύπωση ηλεκτρονικών στοιχείων, κατευθείαν πάνω στο ανθρώπινο δέρμα 3D Electronics Printing Arduino Circuit

Η νέα μέθοδος τρισδιάστατης εκτύπωσης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον για την τοποθέτηση προσωρινών αισθητήρων στα σώματα των ανθρώπων, προκειμένου να ανιχνευθούν χημικοί και βιολογικοί παράγοντες, ακόμη και να επιτευχθεί η τοποθέτηση μικροσκοπικών φωτοβολταϊκών πάνελ, για να μπορούν να τροφοδοτηθούν με την απαραίτητη ενέργεια τα 3D εκτυπωμένα ηλεκτρονικά στοιχεία.

3D εκτύπωση ηλεκτρονικών στοιχείων, κατευθείαν πάνω στο ανθρώπινο δέρμα 170510132651 1

«Είμαστε κατενθουσιασμένοι για τις δυνατότητες και τους δρόμους που ανοίγει αυτή η νέα τεχνολογία 3D εκτύπωσης. Και το πιο σημαντικό, χρησιμοποιώντας έναν φορητό, ελαφρύ τρισδιάστατο εκτυπωτή που κοστίζει λιγότερο από 400 δολάρια. Φανταστείτε έναν στρατιώτη στο κοντινό μέλλον, ο οποίος θα μπορούσε να μεταφέρει σε μόνιμη βάση έναν φορητό 3D εκτυπωτή στο σακίδιό του και ανά πάσα ώρα και στιγμή εφόσον κριθεί απαραίτητο, να μπορεί εύκολα και γρήγορα να εκτυπώσει έναν χημικό αισθητήρα, καθώς και άλλα απαραίτητα ηλεκτρονικά στοιχεία που χρειάζεται, απευθείας επάνω στο δέρμα του. Σαν ένα πολυεργαλείο του μέλλοντος, μεταμορφωμένο σε μια φορητή συσκευή 3D εκτύπωσης.», δήλωσε ο Michael McAlpine,  κύριος συγγραφέας της μελέτης, μαζί με τον Benjamin Mayhugh, αναπληρωτή καθηγητή μηχανολογίας του Πανεπιστημίου της Μινεσότα.

3D εκτύπωση ηλεκτρονικών στοιχείων, κατευθείαν πάνω στο ανθρώπινο δέρμα minnesota researchers 3d print electronics and biological cells directly on skin 3

Η διαδικασία της 3D εκτύπωσης έγινε ως εξής: Αρχικά τοποθετήθηκαν τα ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στο χέρι του εθελοντή. Στη συνέχεια εκτυπώθηκαν τα επιμέρους στοιχεία γύρω από αυτά, κατευθείαν πάνω στο δέρμα. Για να μπορέσουν οι ερευνητές να επιδείξουν το ολοκληρωμένο κύκλωμα με επιτυχία, τροφοδότησαν με την απαραίτητη ενέργεια μια LED λυχνία, προς απόδειξη ότι δεν υπήρξε κάποια αστοχία στη διαδικασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Τέλος, μόλις οι 3D εκτυπωμένες ηλεκτρονικές συσκευές εξυπηρετήσουν τον σκοπό τους, είναι πολύ εύκολο να αφαιρεθούν με κάποιο τσιμπιδάκι ή να ξεπλυθούν με τρεχούμενο νερό.

3D εκτύπωση ηλεκτρονικών στοιχείων, κατευθείαν πάνω στο ανθρώπινο δέρμα minnesota researchers 3d print electronics and biological cells directly on skin 2

Μία από τις βασικές καινοτομίες που επέτρεψαν αυτή την ανακάλυψη, ήταν η δημιουργία μιας εξειδικευμένης 3D εκτυπώσιμης μελάνης από νιφάδες ασημιού. Το βασικότερο και πιο σημαντικό χαρακτηριστικό της είναι πως μπορεί να τηχθεί και να στερεοποιηθεί σε θερμοκρασίες δωματίου. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί μια τέτοιου είδους εφαρμογή χωρίς να προκληθούν βλάβες στο δέρμα του υποκείμενου από την πολύ υψηλή θερμοκρασία. Επίσης, η ομάδα ανέπτυξε ένα σύστημα που επιτρέπει στο χέρι να μετακινηθεί ελαφρώς κατά τη διαδικασία της 3D εκτύπωσης. Αφού τοποθετηθούν στο δέρμα οι ειδικοί μικροσκοπικοί δείκτες, σαρώνεται στη συνέχεια ολόκληρη η επιφάνεια για να δημιουργηθεί ένας εικονικός χάρτης. Με βάση αυτόν ο υπολογιστής καθοδηγεί την κεφαλή του 3D εκτυπωτή, ανάλογα με τις μικρές κινήσεις του χεριού σε πραγματικό χρόνο.