Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi

ACS Applied Materials & Interfaces -lehden kansikuva DGIST:n tutkijoiden tutkimusartikkeliin liittyen.

Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) kertoo, että professori Sohee Kimin robotiikkatekniikan laitoksen tutkimusryhmä on onnistunut kehittämään tekniikan joustavien kolmiulotteisten lääketieteellisten laitteiden tuottamiseksi. Sitä odotetaan käytettävän kehitettäessä erilaisia laitteita, joissa on sulautetut sähkötoiminnot tai pehmeät robotit.

Sohee Kimin ryhmä kehitti 3D-rakenteiden tuottamiseksi uuden tekniikan, joka sitoo selektiivisesti polymeeriset ohutkalvot plasmaa käyttämällä. Koska tällä tekniikalla voidaan valmistaa joustavia 3D-laitteita nykyisiä menetelmiä helpommin, sen odotetaan vaikuttavan myönteisesti tulevaisuuden tutkimukseen.

Nykyiset joustavat 3D-rakenteet eivät onnistu ilman manuaalista käsittelyä, kuten rakenteen ylä- ja alakerrosten suoraa liimaamista tai esijännitettyjen kuvioiden siirtämistä substraatille, mikä rajoittaa tuotannon tehokkuuden hyvin alhaiselle tasolle.

Professori Kimin ryhmä loi nyt kolmiulotteisia joustavia rakenteita tuottamalla kovalenttisia sidoksia kahden kuvioidun polymeerisen ohutkalvon reunojen välille ja injektoimalla ilmaa niin, että sitoutumattomat osat pullistuvat kuin ilmapallot.

Uusia kolmiulotteisia rakenteita voidaan käyttää anturina tai toimilaitteena, koska ilmapallojen sisä- ja ulkopuolelle voidaan helposti kuvioida metallilankoja.

Menetelmällä voi valmistaa myös mukautettu kolmiulotteinen laite, joka on yhteydessä monimutkaiseen pintaan. Koska 3D-laite täytetään kuin ilmapallo, se voi mukautua monimutkaiseen kohteeseen kuten vaikkapa ihmisen aivojen pinnalla oleviin kaarevuuksiin.

Lisäksi mikrometrimittakaavan lankakuviot voidaan helposti muodostaa 3D-rakenteen sisälle ja ulkopuolelle, mikä on toistaiseksi ollut vaikeaa 3D-rakenteiden valmistuksessa käyttäen tavanomaisia mikroelektromekaanisia järjestelmiä (MEMS).

Tekniikkaa odotetaan käytettävän laajasti esimerkiksi paineen mittaamiseen kehon sisällä, mukaan lukien kallo sekä sähköisiin stimulaatio- ja ilmaisutoimintojen laitteisiin sekä pehmeisiin robotteihin.

Aiheesta aiemmin:

Virtausanturi verelle

Joustavaa ja biohajoavaa elektroniikkaa