產(chǎn)品中心 應(yīng)用方案 技術(shù)文摘質(zhì)量保證產(chǎn)品選型 下載中心業(yè)內(nèi)動(dòng)態(tài) 選型幫助 品牌介紹 產(chǎn)品一覽 聯(lián)系我們
- 3D打印傳感器可以使糖尿病的呼氣測試成為可能
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2022/3/10
顯微鏡下的傳感器表面：研究小組從金屬微粒中生長出細(xì)小的線和尖峰，這些金屬微粒特別擅長捕獲氣體分子。
高靈敏度傳感器的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程：它需要許多步驟和特殊潔凈室?guī)缀鯚o塵的環(huán)境。來自基爾大學(xué) (CAU) 材料科學(xué)和摩爾多瓦技術(shù)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程的研究小組現(xiàn)已開發(fā)出一種使用 3D 打印生產(chǎn)靈敏和節(jié)能的傳感器的程序。該團(tuán)隊(duì)近期在的專業(yè)期刊《納米能源》上解釋說，這種簡單且具有成本效益的生產(chǎn)方法也適用于工業(yè)生產(chǎn). 他們在這里展示的傳感器能??夠使用納米級的特殊結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確測量丙酮蒸氣的濃度。由于呼氣中的丙酮濃度與血糖水平相關(guān)，研究小組希望朝著為糖尿病患者生產(chǎn)呼氣測試邁出一步，該測試可以取代通過手指刺傷他們的血糖水平的日常檢查。
更大的表面使傳感器更靈敏
新型傳感器的特殊表面在高分辨率電子顯微鏡下可見：像丙酮這樣的氣體分子特別容易纏繞在直徑僅為 20 納米左右的納米線叢中。納米線/尖峰增加了傳感器表面的尺寸，因此產(chǎn)生了高水平的靈敏度�！盀榱酥圃爝@種特殊結(jié)構(gòu)，我們加熱簡單的金屬微粒，直到在它們上面形成許多細(xì)納米線和納米尖峰。通過專門開發(fā)的墨水，我們可以使用 3-D 打印機(jī)將這些顆粒準(zhǔn)確地應(yīng)用于各種表面，”Leonard Siebert 解釋說所謂的“直接墨水寫作”。作為 CAU 功能納米材料工作組的博士研究員，他正在研究 3-D 打印等增材生產(chǎn)技術(shù)。
丙酮和其他氣體的多方面程序
由于其特殊的傳感器概念，研究中提出的自動(dòng) 3D 打印過程可以在正常環(huán)境空氣中執(zhí)行。通過這種方式，可以在幾分鐘內(nèi)同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)傳感器，而過去在潔凈室中需要幾個(gè)小時(shí)才能完成。起始材料也可以有針對性地改變，改變尺寸和結(jié)構(gòu)，并能夠檢測某種氣體�；鶢柎髮W(xué)工作組負(fù)責(zé)人 Rainer Adelung 教授堅(jiān)信：“這仍然是首要的基礎(chǔ)研究，但這一原理未來可用于開發(fā)氫氣或其他BZ性和危險(xiǎn)氣體的傳感器�！�
作為傳感器起始材料的金屬顆粒具有一定的尺寸，以形成特殊的導(dǎo)線和納米尖峰。“表面和體積之間正確的高比率至關(guān)重要，”摩爾多瓦技術(shù)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程的 Oleg Lupan 博士解釋說。作為洪堡研究員，他作為基爾工作組的一部分研究了這個(gè)過程六個(gè)月。對傳感器的靈敏度有利的因素在其生產(chǎn)中被證明是一項(xiàng)挑戰(zhàn)：而較小的顆�？梢允褂靡呀⒌募夹g(shù)（例如噴涂或真空蒸發(fā)系統(tǒng)）輕松地將其應(yīng)用于表面，但此處使用的微粒已經(jīng)太大了，無法做到這一點(diǎn)。“出于這個(gè)原因，我們考慮使用 3D 打印機(jī)來應(yīng)用微粒，”材料科學(xué)家 Siebert 說�！澳柖嗤呒夹g(shù)大學(xué)同事的材料和設(shè)備知識與我們在納米材料和 3D 打印方面的經(jīng)驗(yàn)相得益彰。”
能源效率使移動(dòng)應(yīng)用成為可能
當(dāng)有機(jī)分子遇到成品傳感器中的眾多導(dǎo)線時(shí)，它們會相互產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)。通過這樣做，它們會改變傳感器的電阻并釋放清晰可測量的信號。然而，原則上，只有少量的電流通過細(xì)線�！八晕覀兊膫鞲衅髦皇褂煤苌俚哪芰�，”盧潘解釋說。“這也使得小型便攜式測量設(shè)備成為可能，例如，可以通過智能手機(jī)直接讀取�！�
研究人員希望這可以使傳感器在未來用于糖尿病患者的移動(dòng)便攜式呼氣測試中。糖尿病患者無需每天通過手指刺幾次來檢查血糖水平，而是可以測量呼吸中的丙酮含量。當(dāng)缺乏胰島素時(shí)會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，并通過呼吸排出。該研究報(bào)告稱，高度敏感的傳感器可以確定低于 1 ppm（每百萬空氣分子中的粒子數(shù)）的丙酮值，而 I 型或 II 型糖尿病患者的呼吸中丙酮含量超過 2 ppm。
- 如果本文收錄的圖片文字侵犯了您的權(quán)益，請及時(shí)與我們聯(lián)系，我們將在24內(nèi)核實(shí)刪除，謝謝！
