Інженери Університету Райса розв’язали багаторічну проблему друкованої електроніки: як закріпити щойно надруковану струмопровідну фарбу, не пошкодивши при цьому крихкі поверхні, такі як живі тканини чи листя рослин. Їхнє інноваційне рішення, опубліковане в Science Advances, представляє пристрій під назвою Meta-NFS.
Meta-NFS, що розшифровується як “електромагнітна структура ближнього поля, натхненна метаматеріалами”, фокусує мікрохвильову енергію в зоні менше 200 мікрометрів. Це дозволяє нагрівати лише щойно нанесений матеріал до температури понад 160 °C, тоді як оточення залишається холодним. Система працює синхронно: мікроекструзійне сопло наносить струмопровідне чорнило, а зонд Meta-NFS одночасно сплавляє його наночастинки в робочу схему в реальному часі.
Ця технологія є значним кроком уперед, оскільки традиційні методи спікання (за допомогою печі чи лазера) нагрівали всю поверхню, що було неприйнятним для термочутливих матеріалів. Meta-NFS вирішує цю проблему, нагріваючи матеріал зсередини з ефективністю передачі потужності до 79,5%. Команда вже продемонструвала друк провідних мікроструктур на живих листях, пластику, силіконі та, що найважливіше, безпосередньо на кістці бичачої стегнової кістки, створивши бездротовий датчик деформації.
Застосування Meta-NFS відкриває широкі перспективи. Технологія може бути використана для створення «розумних» імплантатів, які моніторитимуть стан в реальному часі без повторних операцій, а також для їстівної електроніки для внутрішньої діагностики організму. Крім того, розробка обіцяє появу біонічних пристроїв нового покоління та м’яких роботів з глибоко інтегрованою електронікою для застосування в медицині.
