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2020-03-31

gao灵敏度传感器的生产蕅ie桓龈丛拥膅uo程:它需要许多步骤,并qie需要特shujiejingshi几乎无砵ing幕肪场ai自基尔大学(CAU)的材料科学和摩尔多瓦技shu大学的生物医学工程的研jiu小组现已开fa出一种程序,可yi使用3D打印lai生产极qi灵敏qie节能的传感器。

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lai自基尔大学(CAU)的材料科学蟙ao湍Χ嗤呒約hu大学的生物医学工程的研jiu人yuan已jing开fa出一种生产3D打印传感器的guo程,gai传感器可yi测量人的呼xi中的bing酮水平yi测量血tang水平。(基尔大学)

gai团队最近在zhu名的zhuan业期kan《纳米能yuan》上解shi说,这种简单qiejing济gao效的生产方法也适用于工业生产。他们展蔶ing拇衅髂芄皇褂媚擅譲i的特shu结构jing确地测量bing酮蒸气的nong度。由于呼xi中的bing酮nong度与血tang水平xiang关,因ci研jiu小组希望向前迈出一步,为tang尿病患者提供呼气测试,襶uan婷刻煊胹houzhidianci检查血tang的水平。

更大的biao面使传感器更灵敏

新传感器的特shubiao面在gao分辨lv电子显微jingxia可yikan到:像bing酮这yang的气体分子特别容易缠结在直径仅为20纳米的纳米线丛中。纳米线增加了传感器biao面的chi寸,因ci产生了hengao的灵敏度。

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显微jingxia的传感器biao面

伦纳德·西伯特(Leonard Siebert)解shi说:“为了制造这种特shu的结构,我们加re了简单的金属微粒,直到qi上xingcheng许多细的纳米线和纳米钉。通guo一种开fa的特别墨水,我们可yi使用3D打印机将这xie微粒jing确地施加到各种biao面上。”作为CAU的功能纳米材料工作组的博士研jiuyuan,他正在研jiu3D打印等添加剂生产技shu。

bing酮和qi他气体的多方面程序

由于qi特shu的传感器概念,研jiu中介绍的自动3D打印guo程可yi在正常的环境空气中进行。这yang,在几分钟之内可yi同shi创建多个传感器,而guo去在无尘shi中要hua费几个小shi。一般情况xia,作为传感器起始材料的金属颗粒必须具有一定的chi寸,yixingcheng特shu的金属丝和纳米钉。而gai传感器的起始材料也可yi有针对性地变化,改变chi寸和结构,并能够检测某种气体。

基尔大学工作组负ze人雷纳·a德隆(Rainer Adelung)教授说:“这rengranshi基础研jiu,但rengranshi最重要的基础,但shi将lai可yi将这一原理用于开faqing气或qi他爆炸性和有害气体的传感器。”

摩尔多瓦技shu大学生物医学工程学的Oleg Lupan博士解shi说:“biao面和体ji之间正确的gao比例至关重要。对于传感器的灵敏度而言,在生产shi人们jing常面临挑战:较小的颗粒可yi使用已建立的技shu(例如pen雾或真空蒸fa系统)qing松地将qi应用于biao面,而ci处需要使用的微粒xiang对而言有xie太大了。基于这个原因,我们考虑使用3D打印机lai施加微粒。摩尔多瓦技shu大学的同shi在材料和设备方面的知识yi及我们在纳米材料和3D打印方面的jing验在这里wan美地进行了hu补。”

能yuan效lv实现了移动应用

研jiu人yuan介绍说,dang有机分子与chengpin传感器中的zhong多导线xiang遇shi,它们彼ci之间会fa生强烈反应。这yang,它们会改变传感器的电阻并shifang出清晰可测的信hao。但shi,原ze上,只有极少量的电liu通guo细线。因cigai传感器仅消耗hen少的能量,这也使小型便携式测量设备cheng为可能,例如可yi通guozhi能shou机直接读取。

研jiu人yuan希望这项研jiu可yi使gai传感器将lai用于tang尿病患者的移动便携蔶iao羝馐灾小ang尿病患者不必每天用shouzhici几次检查血tang水平,而shi可yi测量qi呼xi中的bing酮含量。dang缺fa胰dao素shi会产生新陈代谢产物,并通guo呼xishifang出lai。研jiu报告称,gao度灵敏的传感器可yi确定bing酮值低于1 ppm(每baiwan个空气分子中的颗粒shu),而I型或II型tang尿病患者的呼xi中bing酮含量超guo2 ppm。


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