Telefon-Sensoren könnten mit menschlichen Körper verschmelzen.

Mikroskopisch kleine Sensoren und Motoren in Smartphones erkennen Bewegung und könnte eines Tages helfen, ihre Kameras Fokus. Jetzt Wissenschaftler entwickelt haben Komponenten für diese Maschinen, die kompatibel mit dem menschlichen Körper sind potentiell eignen sich ideal für den Einsatz in medizinischen Geräten wie bionischen Gliedmaßen und andere künstliche Körperteile, sagen Forscher.

Die Technologie heißt mikroelektromechanische Systeme oder MEMS und beinhaltet Teile weniger als 100 Mikrometer breit, der mittlere Durchmesser eines menschlichen Haares. Der Beschleunigungsmesser, der einer Smartphone zu erfahren, ob der Bildschirm vertikal oder horizontal gehalten wird ist z. B. ein MEMS-Sensor; es wandeln die Signale von den Telefon-Umgebung, wie seine Bewegung in elektrische Impulse.

MEMS-Aktoren, die nächste Smartphone Kamera konzentrieren können, arbeiten in den umgekehrten Weg, durch die Umwandlung elektrischer Signale in Bewegung.

MEMS werden in der Regel aus Silizium hergestellt. Doch Forscher haben nun eine Möglichkeit, aus einem gummiartigen, organische Polymer besser geeignet für die Implantation in den menschlichen Körper als Silizium ist hochflexibel Teile für diese Mikro-Maschinen drucken entwickelt. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Die neue Polymer ist wegen seiner hohen mechanischen Festigkeit und Reaktion auf Strom für MEMS attraktiv. Es ist auch nicht toxisch, so dass es biologisch verträglich und geeignet für den Einsatz im menschlichen Körper.

Die Methode, die die Wissenschaftler zur Erstellung von MEMS-Komponenten aus diesem Polymer heißt Nanoimprint Lithographie. Der Prozess funktioniert ähnlich wie eine miniaturisierte Stempel, Einpressen einer Formwerkzeugs in die weiche Polymer, detaillierte Muster mit Features bis zu Nanometern oder Milliardstel Meter, in der Größe zu erstellen. Die Wissenschaftler gedruckt Komponenten nur 2 Mikrometer dick, 2 Mikrometer breit und etwa 2 Zentimeter lang.

"Der Druck tatsächlich geleisteten Arbeitsstunden, das heißt, die wir in der Lage, das Rezept richtig zu machen waren" Forscher Leeya Engel, ein Materialwissenschaftler an der Universität Tel Aviv in Israel, sagte LiveScience. "Fertigung in kleinen Maßstäben ist eine sehr heikle Angelegenheit, vor allem bei Verwendung von neuen Materialien."

Dadurch, dass Nanoimprint Lithographie nicht teuer oder umständlich Elektronik setzt den neuen Prozess einfach und billig.

"Die Verwendung von neuen, weichen Materialien in Mikro-Geräte erstreckt sich die Phantasie und die Grenzen der Technologie, sondern Einführung Polymer MEMS Industrie können nur realisiert werden, mit der Entwicklung von Drucktechnologien, die eine kostengünstige Massenproduktion ermöglichen", so Engel.

Wissenschaftler haben zuvor erstellten biokompatible MEMS Teile, Engel erwähnt, aber ihr Team Methode bietet den Vorteil: sie können diese biokompatible Teile herstellen, schnell und kostengünstig.

"Andere Methoden, vor allem, wenn Sie die Waage unter einem Mikrometer verringern möchten können sehr teuer werden und lange dauern", sagte Engel.

Zum Beispiel sagte mit einem Elektronenstrahl eine große Palette von MEMS Teile erstellen "kann dauern, läuft die Maschine ganze Nacht, was sehr kostspielig ist," Engel. "Der Prozess, den wir berichteten dauerte etwa 15 Minuten."

Als Bonus sind MEMS Teilen aus diesem organisches Polymer sehr flexibel; Sie können Hunderte Male flexibler als solche Komponenten aus herkömmlichen Werkstoffen hergestellt werden. Diese Flexibilität könnte beispielsweise MEMS-Sensoren machen, empfindlicher gegenüber Vibrationen und MEMS energieeffizienter Motoren, bessere Kameras und Smartphones mit längeren Akku-Leben führen.

Die Forscher wollen nun funktionale Geräte gebaut fast vollständig aus dem Polymer zu fertigen.

"Wenn die Druckverfahren wirklich für die Massenproduktion von Polymer-Geräten, erlauben dann die Möglichkeit der Geräte so billig suchen wir, dass sie sogar Einweg sein können," sagte Engel.

"Ich denke, dass Druckverfahren die Technologie der Zukunft sind," fügte Engel. "Es dauert ein bisschen mehr zwicken, aber ich glaube, dass eines Tages es möglich sein wird, Massenproduktion von hochentwickelten Sensoren und Aktoren aus organischen Materialien bedruckt."

Die Forscher darauf hingewiesen, dass sie nicht noch Geräte auf Basis dieser Technologie in den Menschen eingepflanzt haben, "Obwohl unsere Technologie dadurch könnte", so Engel.

Die Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse 19 September auf der internationalen Konferenz über Micro und Nano Engineering in London.

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