مهندسی پزشکی

محققان الکترونیکی ساخته اند که می تواند خم شود، می تواند کش بیاید. و هم اکنون، آن ها به هدف نهایی رسیده اند- الکترونیکی که می تواند به هر دگرشکل پیچیده ای چون پیچش دربیاید. یونگانگ هوآنگ، جوزف کومینگز، استاد مهندسی عمران و محیط و مهندسی مکانیک از دانشگاه نورث وسترن، وجان روجرز، استاد علوم مواد و مهندسی دانشگاه ایلی نویز، فن آوری خود را با نام "پاپ آپ" توسعه داده اند که مداراتی با قابلیت پیچش و تاب خوردگی ایجاد می نماید. این نوع الکترونیک می تواند در جاهایی که الکترونیک صاف و بدون خمش با مشکل روبرو می شود، مانند بدن انسان، مورد استفاده قرار گیرد.تحقیق آن ها به صورت آنلاین توسط Proceeding of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شد.اجزاء الکترونیکی به لحاظ تاریخی صاف و غیرقابل خمش بوده اند چرا که سیلیکون، جزء اصلی تمام الکترونیک، شکننده و غیرقابل انعطاف است. هر نوع خمش یا کشش قابل ملاحظه موجب خرابی دستگاه الکترونیکی می شود.هوآنگ و روجرز روشی را برای ساخت الکترونیک قابل کشش توسعه دادند که محدوده ی کشش را افزایش می دهد (به اندازه ی 140 درصد) و این امکان را به کاربر می دهد تا مدارات را به حد چرخش برساند. این فن آوری تحول ساز، نوید بخش حسگرها، فرستنده-گیرنده های قابل انعطاف جدید، دستگاه های فوتوولتائیک و میکروسیال جدید، و دیگر کاربردهای پزشکی و ورزشی می باشد.این همکاری - که هوآنگ روی نظریه و روجرز روی آزمایشات تمرکز می کند - در چند سال گذشته مفید بوده است. این زوج در سال 2005، یک شکل تک بعدی، قابل کشش از سیلیکون تک کریستالی را توسعه دادند که می تواند در یک جهت بدون تغییر ویژگی های الکتریکی اش کشیده شود؛ این نتایج توسط مجله ی ساینس در 2006 منتشر شد. اوایل امسال، آن ها مدارات مجتمع قابل کششی را ساختند که این کار نیز در ساینس منتشر شد.سپس این محققان، نوع جدیدی از فن آوری را توسعه دادند که این امکان را به مدارات داد تا روی یک صفحه ی دارای انحنا قرار بگیرند. این فن آوری، آرایه ای از عناصر مداری تقریبا صد میکرومتر مربعی را به کار برد که توسط "پل های پاپ آپ" فلزی متصل می شدند. این عناصر مداری آن قدر کوچک بودند که هنگام قرار گرفتن روی یک سطح انحنادار، خم نمی شدند - مشابه چگونگی خم شدن ساختمان ها روی کره ی زمین انحنادار. این سیستم به این علت کار می کرد که این عناصر به وسیله ی سیم هایی فلزی متصل می شدند که هنگام خمش یا کشش می جهیدند. این تحقیق به عنوان مقاله ای در مجله ی نیچر در اوایل آگوست جای گرفت.در تحقیق گزارش شده در PNAS، هوآنگ و روجرز پل های پاپ آپ خود را گرفته و آن ها را به شکل "S" ساختند که علاوه بر خمش و کشش امکان پیچش را نیز دارد.هوآنگ گفت: "برای بسیاری از کاربردهای مرتبط با بدن انسان - مانند قرار دادن یک حسگر روی بدن - یک دستگاه الکترونیکی نه تنها نیاز به خمش و کشش دارد بلکه به پیچش نیز نیاز دارد. بنابراین ما فن آوری پاپ آپ خود را برای رسیدن به این موضوع توسعه دادیم."هوآنگ و روجرز در حال حاضر بر روی کاربرد مهم دیگری از این فن آوری تمرکز کرده اند: صفحات خورشیدی. این زوج، در ماه اخیر مقاله ای را در مجله ی نیچر متریالز در مورد توصیف فرایند جدیدی برای ایجاد سلول های خورشیدی سیلیکونی بسیار نازک منتشر کردند که می توانند در آرایه های قابل انعطاف و شفاف ترکیب شوند.