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2020-03-31

高灵敏duchuan感器的生产是yi个复杂的过cheng:它需要许多bu骤,bing且需要特殊洁净室几乎无尘的huan境。来zi基尔大学(CAU)的材料科学和mo尔多瓦技shu大学的生物yi学gongcheng的yanjiu小zu现已kaifa出yi种cheng序,可以使用3D打印来生产极其灵敏莥i谀艿腸huan感器。

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来zi基尔大学(CAU)的材料科学系和mo尔多瓦技shu大学的生物yi学gongcheng的yanjiu人员已经kaifa出yi种生产3D打印chuan感器的过cheng,该chuan感器可以ce量人的呼xi中的丙酮shui平以ce量血糖shui平。(基尔大学)

该团队最近在著ming的专业期kan《纳mi能源》上解释说,这种简单且经ji高效的生产方法也适用yugong业生产。ta们展示的chuan感器能够使用纳mi级的特殊结构精确地ce量丙酮蒸气的浓du。由yu呼xi中的丙酮浓duyu血糖shui平相关,因此yanjiu小zu希望向前迈出yibu,wei糖niaobinghuan者提供呼气ce试,以dai替每天用手指点刺检查血糖的shui平。

geng大的表面使chuan感器geng灵敏

新chuan感器的特殊表面在高分bian聅hi缱酉詗ei镜下可以看到:xiang丙酮这样的气体分子特别容易chan结在直jing仅wei20纳mi的纳mi线丛中。纳mi线增jialiaochuan感器表面祄ou叽纾虼瞬鷏iao很高的灵敏du。

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显wei镜下的chuan感器表面

伦纳德·xi伯特(Leonard Siebert)解释说:“weiliao制造这种特殊的结构,wo们jia热liao简单的金shuwei粒,直到其上形cheng许多细的纳mi线和纳miding。通过yi种kaifa的特别墨shui,wo们可以使用3D打印机jiang这xiewei粒精确地施jia到各种表面上。”zuoweiCAU的gong能纳mi材料gongzuozu的博士yanjiu员,ta正在yanjiu3D打印等添jia剂生产技shu。

丙酮和其ta气体的多方面cheng序

由yu其特殊的chuan感器概念,yanjiu中介shao的zi动3D打印过cheng可以在正常的huan境空气中进行。这样,在几分钟zhina可以同时chuangjian多个chuan感器,而过去在无尘室中要花fei几个小时。yi般情况下,zuoweichuan感器起始材料的金shu颗粒必须具有yi定祄ou叽纾孕蝐heng特殊的金shu丝和纳miding。而该chuan感器的起始材料也可以有针对性地变化,gai变尺寸和结构,bing能筯uan靋emou种气体。

基尔大学gongzuozu负责人雷纳·a德隆(Rainer Adelung)jiao授说:“这仍ran是基础yanjiu,dan仍ran是最重要的基础,dan是jiang来可以jiang这yi原理用yukaifa氢气或其ta爆炸性和有hai气体的chuan感器。”

mo尔多瓦技shu大学生物yi学gongcheng学的Oleg Lupan博士解释说:“表面和体积zhijian正确的高比li至关重要。对yuchuan感器的灵敏du而yan,在生产时人们经常面临挑zhan:较小的颗粒可以使用已jian立的技shu(li如喷雾或真空蒸fa系tong)轻松地jiang其应用yu表面,而此处需要使用的wei粒相对而yan有xie太大liao。基yu这个原因,wo们考虑使用3D打印机来施jiawei粒。mo尔多瓦技shu大学的同事在材料和设备方面的知识以及wo们在纳mi材料和3D打印方面的经验在这里完美地进行liaohu补。”

能源效率shi现liaoyi动应用

yanjiu人员介shao说,当有机分子yucheng品chuan感器中的众多导线相遇时,它们彼此zhijian会fa生强烈反应。这样,它们会gai变chuan感器的dian阻bing释放出qing晰可ce的信号。dan是,原则上,zhi有极少量的dian流通过细线。因此该chuan感器仅消hao很少的能量,这也使小型便携式ce量设备chengwei可能,li如可以通过智能蕑hi苯佣寥 Ⅻ/p>

yanjiu人员希望这xiangyanjiu可以使该chuan感器jiang来用yu糖niaobinghuan者的yi动便携蔶iao羝鴆e试中。糖niaobinghuan者不必每天用手指刺几次检查血糖shui平,而是可以ce量其呼xi中的丙酮含量。当que乏胰岛素时会产生新陈dai谢产物,bing通过呼xi释放出来。yanjiubaogao称,高du灵敏的chuan感器可以确定丙酮zhi低yu1 ppm(每百万个空气分子中的颗粒数),而I型或II型糖niaobinghuan者的呼xi中丙酮含量超过2 ppm。


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