Druk elektroniki dla medycyny i bioelektroniki
Voltera NOVA i V-One pozwalają zespołom badawczym prototypować elektrody biomedyczne, czujniki noszone i elastyczne układy bioelektroniczne na miejscu – na TPU, PET czy tkaninie, bez sit i masek. Do czujników i elektroniki noszonej dobieramy też farby przewodzące VFP.
Noszone czujniki z odczytem na smartfonie to jeden z głównych kierunków bioelektroniki.
Prototypowanie bioelektroniki bez zlecania na zewnątrz
Bioelektronika łączy elektronikę z biologią: to czujniki, elektrody i układy, które monitorują procesy biologiczne lub z nimi współpracują – od elektrod EKG i noszonych czujników po badania nad układami współpracującymi z tkankami. Prototypy wymagają zwykle miękkich lub rozciągliwych podłoży, takich jak TPU, PET, PDMS czy tkaniny, oraz farb przewodzących na bazie srebra, złota, węgla lub polimerów przewodzących. Voltera nanosi takie materiały bezpośrednio na podłoże na podstawie pliku projektu, więc zmianę wzoru elektrody można sprawdzić jeszcze tego samego dnia.
Elektrody i czujniki na skórze
Elektrody EKG, elektrody tatuażowe do pomiarów EMG i czujniki noszone drukowane na cienkich, elastycznych podłożach, które dopasowują się do ruchu ciała.
Miękkie i rozciągliwe podłoża
NOVA drukuje na TPU, PET, poliimidzie i tkaninach, a jej kamera i druk wielowarstwowy ułatwiają pasowanie kolejnych warstw, np. polimeru przewodzącego na złotych elektrodach.
Szeroka paleta materiałów
Farby i pasty na bazie srebra, miedzi, węgla i złota, dielektryki oraz polimery przewodzące, np. PEDOT:PSS. NOVA dozuje materiały o lepkości od 1 000 do 1 000 000 cP.
Szybka iteracja
Zespół z Polytechnique Montréal drukuje projekty w jeden dzień, zamiast przygotowywać sita jedno po drugim. Zmiana wzoru wymaga tylko nowego pliku.
Bioelektronika drukowana na Voltera – przykłady z uczelni i laboratoriów
Poniżej cztery projekty zespołów badawczych, które użyły Voltera NOVA i V-One do prototypowania elektrod i czujników. To badania laboratoryjne i prototypy – nie wyroby medyczne.
Polytechnique Montréal – rozciągliwa bioelektronika
Zespół prof. Fabio Cicoiry bada polimer przewodzący PEDOT:PSS w elektrodach EKG, czujnikach nacisku i organicznych tranzystorach elektrochemicznych (OECT). Pracę na V-One, kupionym w 2020 roku, uzupełnił NOVA, który precyzyjniej dozuje materiały na elastycznych podłożach z TPU. Czujnik nacisku powstał z warstwy srebrnej farby na TPU pokrytej drugą warstwą polimeru przewodzącego, a kamera NOVA ułatwia pasowanie warstw.
Polytechnique Montréal – granice napięcia dla elektrod PEDOT:PSS
W pracy opublikowanej w Nano Futures w 2026 roku zespół wydrukował na NOVA cienkie warstwy PEDOT:PSS (średnio 2,39 µm) między srebrnymi kontaktami i sprawdził, jakie napięcie wytrzymują w suchym powietrzu, w roztworze soli symulującym płyny ustrojowe oraz w cieczy jonowej. W powietrzu warstwy były stabilne do ok. 40 V, ale w roztworze soli próg uszkodzenia spadał do ok. 1,2 V. Impulsy krótsze niż 10 ms degradowały materiał znacznie słabiej niż napięcie ciągłe.
Schemat elektrody: warstwa PEDOT:PSS między dwoma srebrnymi kontaktami (Dongnang i in., CC BY 4.0).
York University – srebrne elektrody tatuażowe
Zespół Yoland El-Hajj z York University wydrukował srebrne elektrody tatuażowe do monitorowania biosygnałów, takich jak EMG, na papierze tatuażowym i porównał dwie metody: ekstruzję na NOVA oraz druk atramentowy. Elektrody drukowane ekstruzją miały znacznie niższą rezystancję powierzchniową (9,4 mΩ/sq wobec 25,1 kΩ/sq), a farba nie wsiąkała w papier. Elektrody atramentowe lepiej znosiły zginanie w miejscach o dużym ruchu. Później powstała firma Epictrode Health, rozwijająca biomedyczną elektronikę drukowaną.
University of Southern California – czujnik do mapowania gazów w jelitach
Zespół z University of Southern California opracował system, w którym połykana kapsułka współpracuje z noszonym czujnikiem, a razem mapują stężenia gazów w jelitach z użyciem sztucznej inteligencji. Czujnik noszony powstał z wykorzystaniem Voltera NOVA. Praca ukazała się w Cell Reports Physical Science w 2024 roku.
Co można zaprototypować na Voltera
To przykłady zastosowań opisanych w pracach badawczych. Konkretną konfigurację urządzenia, farb i podłoży dobieramy do Twojego projektu.
Elektrody EKG ze złotej farby przewodzącej na TPU
Voltera zbudowała demonstracyjny zestaw suchych elektrod EKG, w którym współpracują NOVA i V-One. Elektrody mają wzór sześciokątnego labiryntu, inspirowany badaniami nad elektrodami suchymi, dzięki czemu nie wymagają żelu, który może podrażniać skórę.
- Warstwa bazowa: rozciągliwa srebrna pasta (Celanese Micromax Intexar PE874) na TPU, dozowana dyszą 150 µm i utwardzana 15 minut w 130°C.
- Warstwa kontaktowa: złota farba przewodząca (Creative Materials EXP 2613-40), opisywana przez Voltera jako biokompatybilna, dyszą 200 µm, utwardzana 10 minut w 135°C.
- Obróbka końcowa: otwory na zatrzaski oraz laminacja pasków PET między warstwami TPU, żeby elektroda nie rozciągała się nadmiernie.
- Moduł pomiarowy: płytka sterująca z układem AD8232 i Arduino Micro; ścieżki wydrukowane srebrną farbą na V-One na podłożu FR1, obudowa z druku 3D.
- Wynik: elektrody były na tyle elastyczne, że działały na poruszającym się ciele i rejestrowały tętno oraz przebieg EKG. Opis nie podaje pomiarów ilościowych.
Najtrudniejsza okazała się złota farba: cząstki opadały i zatykały dyszę, a problem rozwiązało mieszanie w mikserze odśrodkowym przed drukiem. Układ testowano najpierw na tańszej srebrnej farbie. Projekt ma charakter demonstracyjny i nie służy do diagnozowania ani leczenia chorób.
Trzy elektrody EKG wydrukowane na NOVA.
Elektroda z otworem na zatrzask.
Przebieg EKG zarejestrowany drukowanymi elektrodami.
Rozciągliwe obwody na TPU i tkaninie
Rozciągliwy obwód ze srebrnej farby na TPU, zalaminowany na tkaninie.
Meandrowy wzór ścieżek zachowuje przewodność przy rozciąganiu.
Podczas webinaru Voltera NOVA wydrukowała rozciągliwy obwód ze srebrnej farby przewodzącej Celanese Intexar PE874 na folii TPU (TE-11C). Wydruk trwał około pięciu minut, a po zalaminowaniu na tkaninie obwód zachował dobrą rozciągliwość.
- Szerokość ścieżki, wysokość druku i temperaturę dyszy ustawia się w oprogramowaniu.
- Podłoże mocuje się na stole próżniowym, a sposób mocowania zależy od tego, czy jest elastyczne, czy sztywne.
- Wbudowana kamera i oświetlenie pozwalają sprawdzić wynik, a selektywny druk – powtórzyć tylko niedoskonałe elementy zamiast całego projektu.
- Elastyczne obwody łączy się ze sztywnymi płytkami odczytowymi wykonanymi na V-One.
Farby przewodzące VFP do czujników i elektroniki noszonej
Oprócz drukarek Voltera oferujemy farby przewodzące VFP Ink Technologies – producenta farb sitodrukowych i fleksograficznych. Farby VFP dedykowane do elektroniki drukowanej można stosować w Voltera V-One i NOVA. Sprawdzają się w czujnikach, elastycznych układach i elektronice noszonej, a przy przejściu z prototypu laboratoryjnego na produkcję seryjną można dobrać farby do sitodruku lub fleksografii.
Silver Electron Stretchable
Rozpuszczalnikowa farba przewodząca na bazie srebra do elektroniki noszonej, inteligentnych tekstyliów i elementów termoformowanych (IME/IMD). Podłoża: PET, poliwęglan i poliuretan. Formulacja non-CMR.
Silver Electron i Thin Film
Farby przewodzące na bazie srebra do ścieżek, czujników i elastycznych układów. Wersja Thin Film służy do cienkich, jednorodnych warstw o dobrej rozdzielczości. Podłoża: PET, PVC, poliwęglan, szkło, poliimid i papier.
Carbon Electron 001 i 003
Rozpuszczalnikowe farby węglowe rezystancyjne do elektrod czujników, ścieżek węglowych i drukowanych rezystorów. CEL001 jest kompatybilna z podłożami PET i papierem.
NOVA dozuje materiały o lepkości od 1 000 do 1 000 000 cP, w tym farby sitodrukowe. Zgodność konkretnej farby VFP z procesem i podłożem sprawdzamy przed zakupem. Wszystkie farby przewodzące →
NOVA czy V-One – co wybrać do bioelektroniki?
Voltera NOVA – elektrody i czujniki
- Druk na TPU, PET, poliimidzie, szkle, ceramice i tkaninach.
- Farby i pasty o lepkości od 1 000 do 1 000 000 cP, m.in. srebrne, złote, węglowe oraz polimery przewodzące.
- Druk wielowarstwowy z kamerą do pozycjonowania warstw; pole druku 220 × 300 mm.
Voltera V-One – moduły odczytowe i sterujące
- Płytki na sztywnych podłożach, np. FR1, srebrną farbą przewodzącą – tak powstał moduł sterujący w projekcie EKG.
- Dozowanie pasty lutowniczej, wiercenie otworów i reflow w jednym urządzeniu.
- Minimalna szerokość ścieżek i odstęp 200 µm (dysze metalowe).
W wielu projektach używa się obu urządzeń: NOVA do elektrod i czujników, V-One do elektroniki odczytowej.
Zobacz, jak drukuje się elektrody i czujniki
Druk elektrod EKG ze złotej farby na Voltera NOVA
Od płytki adaptera, przez druk warstw srebrnej i złotej, po montaż i test elektrod na skórze. Film w języku angielskim.
Rozciągliwa bioelektronika drukowana na V-One i NOVA
Prace zespołu z Polytechnique Montréal. Film w języku angielskim.
Webinar: druk elektroniki noszonej na NOVA
Kalibracja, druk rozciągliwego obwodu na TPU i laminacja na tkaninie. Film w języku angielskim.
Jak wydrukować elektrodę EKG ze złotej farby
Krótki film pokazujący druk elektrody EKG. Film w języku angielskim.
Jak wygląda współpraca z Chemikonics
1. Opisz zastosowanie
Napisz, jakie elektrody, czujniki lub układy chcesz prototypować, na jakim podłożu i z jakich materiałów. Wystarczy krótki opis – nie musisz mieć gotowego projektu.
2. Dobieramy urządzenie i materiały
Podpowiadamy, czy lepszy będzie NOVA, V-One, czy oba urządzenia, oraz jakie farby przewodzące, pasty i podłoża – także z oferty VFP – będą potrzebne.
3. Przygotowujemy ofertę
Otrzymujesz indywidualną ofertę dopasowaną do Twojego zastosowania i budżetu.
Najczęściej zadawane pytania o druk elektroniki dla bioelektroniki
Czy drukarki Voltera nadają się do prototypowania elektrod biomedycznych?
Tak, w laboratoriach badawczych. NOVA wydrukowała m.in. elektrody EKG ze złotej farby na TPU, srebrne elektrody tatuażowe i warstwy PEDOT:PSS, a V-One wykonuje płytki odczytowe i sterujące. To prototypy badawcze: wyrób medyczny wymaga osobnego procesu projektowania, badań i certyfikacji.
Na jakich podłożach można drukować elektronikę dla bioelektroniki?
NOVA drukuje na TPU, PET, poliimidzie, szkle, ceramice i tkaninach. W opisanych badaniach elektrody drukowano też na papierze tatuażowym (NOVA) oraz na PDMS (V-One). V-One sprawdza się na sztywnych podłożach, np. FR1.
Jakie materiały przewodzące można stosować?
Farby i pasty na bazie srebra, miedzi, węgla i złota, dielektryki oraz polimery przewodzące, takie jak PEDOT:PSS. NOVA dozuje materiały o lepkości od 1 000 do 1 000 000 cP, w tym farby sitodrukowe. Zgodność konkretnej farby, także z oferty VFP, sprawdzamy przed zakupem.
Czy farby VFP są biokompatybilne?
VFP projektuje farby Silver Electron i Carbon Electron do elektroniki drukowanej i w kartach produktów nie deklaruje biokompatybilności ani zastosowań medycznych. Jeśli element ma mieć kontakt ze skórą lub płynami ustrojowymi, razem z Tobą sprawdzamy u producenta dostępne dane, a zgodność materiału należy potwierdzić odpowiednimi testami.
Czy NOVA wydrukuje elektrody EKG?
Voltera pokazała demonstracyjny zestaw trzech suchych elektrod EKG: srebrna warstwa bazowa i złota warstwa kontaktowa na TPU, z modułem pomiarowym opartym na układzie AD8232. Elektrody rejestrowały tętno i przebieg EKG na poruszającym się ciele, ale opis nie podaje pomiarów ilościowych, a projekt nie służy do diagnozowania ani leczenia chorób.
Czy prototyp można przenieść na produkcję seryjną?
Tak. Po zatwierdzeniu projektu można przejść na sitodruk lub fleksografię, dobierając farby przewodzące VFP i podłoża.
Jak zapytać o ofertę?
Opisz zastosowanie, podłoże i materiały w formularzu na tej stronie lub napisz na sales@chemikonics.com. Odpowiemy z doborem urządzenia i materiałów oraz indywidualną ofertą.
Publikacje naukowe
- Dongnang K. i in., Towards standardized high-voltage testing of printed conducting polymer electrodes: influence of electrolyte environment and pulse duration, Nano Futures 10 (2026) 035002. DOI →
- Stobo A.-M. i in., Closing the Loop: Sustainable and Cost-Effective Glucose Biosensors Through a Circular and Digital Design, Electronics 15(4) (2026) 796. DOI →
- Angsagan A. i in., 3D gas mapping in the gut with AI-enabled ingestible and wearable electronics, Cell Reports Physical Science 5(7) (2024). DOI →
- Kateb P. i in., Printable, adhesive, and self-healing dry epidermal electrodes based on PEDOT:PSS and polyurethane diol, Flexible and Printed Electronics 8 (2023) 045006. DOI →
- El-Hajj Y. i in., Inkjet and Extrusion Printed Silver Biomedical Tattoo Electrodes, IEEE FLEPS 2022. IEEE Xplore →
- Hagler J. i in., Flexible and stretchable printed conducting polymer devices for electrodermal activity measurements, Flexible and Printed Electronics 7(1) (2022) 014008. DOI →
- Lerond M. i in., Combining Electrospinning and Electrode Printing for the Fabrication of Stretchable Organic Electrochemical Transistors, Frontiers in Physics 9 (2021) 708914. DOI →
Powiązane strony
Voltera NOVA – druk elektroniki elastycznej
System dozowania materiałów do elektrod, czujników i elastycznych układów.
Voltera V-One – drukarka PCB
Druk ścieżek, wiercenie, pasta lutownicza i reflow w jednym urządzeniu.
Zaprototypuj elektrody i czujniki we własnym laboratorium
Opisz swoje zastosowanie, a przygotujemy indywidualną ofertę na Voltera NOVA, V-One lub farby przewodzące VFP.
Masz pytania? Sprawdź FAQ produktów Chemikonics.
Zapytaj o ofertę
Medycyna i bioelektronika