محققان ژاپنی، چاپگر قابل حمل به اندازه کف دست ساخته‌اند که می‌تواند دستگاه‌های الهام گرفته از اوریگامی را طبق تقاضا بسازد و راهی جدید برای ساخت ابزارهای کم‌هزینه و پایدار بدون تجهیزات بزرگ یا آزمایشگاه‌های پیچیده ارائه می‌دهد.

این نوآوری دانشیار هیروکی شیگمون و گروه پژوهشی وی در موسسه فناوری «شیبورا» ژاپن که با همکاری یوهی واتانابه و آتسوشی ماتسوشیتا ارائه شده،  چاپگری است که با روشی به نام «الکترووتینگ» روی دی‌الکتریک (EWOD) کار می‌کند.  

این فناوری «میکروفلوئیدیک دیجیتال» می‌تواند قطرات ریز مایع را فقط با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی ساده روی یک سطح حرکت داده و کنترل کند. برخلاف چاپگرهای سنتی، این سیستم به قطعات مکانیکی، پمپ‌ها یا شیرها نیازی ندارد.

این چاپگر می‌تواند انواع مختلفی از جوهرهای کاربردی مانند مایعات رسانا که حامل الکتریسیته هستند و مایعات عایق که آن را مسدود می‌کنند را مدیریت کند و همچنین با ترکیب این جوهرها، می‌تواند هم ساختار و هم قطعات الکترونیکی یک دستگاه را روی ورق‌های کاغذی چاپ کند که می‌توانند به دستگاه‌های سه‌بعدی به سبک اوریگامی تبدیل شوند.

از آنجا که این سیستم جمع‌وجور است و فقط به کاغذ، جوهر و یک واحد کنترل کوچک نیاز دارد، حمل، نگهداری و استفاده از آن در هر مکانی آسان است.

محققان برای نشان دادن پتانسیل دستگاه کنونی، حسگر فشار کششی و  حسگر تنفس چاپ کردند. سنسور فشار از طریق ۱۰۰۰ چرخه خمش و کشش آزمایش شد و همچنان به‌طور قابل اعتمادی کار می‌کرد.  سنسور تنفس که به یک ماسک متصل بود، به‌طور مداوم الگوهای تنفسی را ردیابی می‌کرد. هر دو دستگاه نشان دادند که این روش بادوام، انعطاف‌پذیر و سازگار با محیط زیست است.

کاربردهای این چاپگر قابل حمل گسترده است؛ در کشاورزی، می‌تواند بسته‌بندی هوشمندی تولید کند که رطوبت یا ضربه را حس و به کشاورزان کمک می‌کند تا تازگی میوه‌ها و سبزیجات را کنترل کنند.

این چاپگر در مراقبت‌های بهداشتی، می‌تواند دستگاه‌های پوشیدنی برای بررسی تنفس یا حرکت بسازد که به ردیابی عفونت‌ها یا نظارت بر سلامت سالمندان کمک کند. دستگاه جدید همچنین در مناطق فاجعه‌زده یا مکان‌های دورافتاده بدون زیرساخت، می‌تواند به سرعت حسگرهای ضروری را برای پاسخ به شرایط اضطراری تولید کند.

چاپگر محققان ژاپنی حتی در ماموریت‌های فضایی که حمل تجهیزات حجیم دشوار است،  می‌تواند راهی برای ساخت دستگاه‌های سفارشی بر اساس تقاضا فراهم کند.

شیگمون توضیح داد که سیستم آنان امکان ایجاد حسگرهایی با اشکال و عملکردهای متناسب با نیازهای خاص را به‌طور مستقیم در محل مورد نیاز فراهم می‌کند. این رویکرد نه فقط هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه ضایعات الکترونیکی را نیز محدود و از فناوری پایدارتر و سازگارتر پشتیبانی می‌کند.

سایت ساینس گزارش کرد، محققان معتقدند که کار آنان پایه و اساس دوره جدیدی از تولید حسگرهای سازگار با محیط زیست، انعطاف‌پذیر و کم‌هزینه را بنا می‌کند. این چاپگر کوچک با ترکیبی از قابلیت حمل و نوآوری، می‌تواند تغییرات بزرگی را در کشاورزی، مراقبت‌های بهداشتی و حتی اکتشافات فضایی ایجاد کند.

نتایج این تحقیق در «مواد کاربردی و رابط‌های ای سی اس» (ACS Applied Materials & Interfaces) منتشر شده است.

انتهای پیام