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2020-03-31

高灵敏度传感器de生产是yi个竎ong觗eguo程:它需yao许多步骤,并且需yao特shu洁净室糵u跷蕹綿e环境。来自基erda学(CAU)de材料科学和摩er多wa技术da学de生物医学工程de研究xiao组现已开发出yi种程序,ke以使用3D打印来生产极其灵敏且节能de传感器。

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来自基erda学(CAU)de材料科学系和摩er多wa技术da学de生物医学工程de研究人员已经开发出yi种生产3D打印传感器deguo程,该传感器ke以测量萻huo暮粑衐e丙酮水平以测量xue糖水平。(基erda学)

该团队最近在著名de专业qi刊《纳米能源》上解释shuo,这种简dan且经济高效de生产方法也shi用yu工业生产。他menzhan示de传感器能够使用纳米级de特shu结构精quedi测量丙酮zheng气de浓度。由yu呼吸中de丙酮浓度与xue糖水平xiang关,因此研究xiao组希wangxiangqianmai出yi步,为糖尿病huan者提供呼气测shi,以dai替mei天用shou指点刺检查xue糖de水平。

更dade表面使传感器更灵敏

xin传感器de特shu表面在高分bian聅hi缱酉晕⒕迪耴e以看到:像丙酮这样de气体分子特bierong易缠结在直径仅为20纳米de纳米xiancong謝iaoD擅讀ian增jia了传感器表面de尺寸,因此产生了很高de灵敏度。

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显微镜下de传感器表面

伦纳祃ongの鞑兀↙eonard Siebert)解释shuo:“为了制zao这种特shude结构,我menjia热了简dandejin属微li,直到其上形成许多细de纳米xian和纳米钉。通guoyi种开发de特bie墨水,我menke以使用3D打印机将这些微li精quedi施jia到各种表面上。”zuo为CAUde功能纳米材料工zuo组de博士研究员,他正在研究3D打印等添jia剂生产技术。

丙酮簍ui渌錮e多方面程序

由yu其特shude传感器概念,研究中jie绍de自dong3D打印guo程ke以在正常de环境空气中进衳iaoU庋诩阜种又畁ake以同时创建多个传感器,而guo去在无尘室中yao花fei几个xiao时。yi般情kuang下,zuo为传感器起始材料dejin属keli必须具有yidingde尺寸,以形成特shudejin属丝和纳米钉。而该传感器de起始材料也ke襷a衵hen对性dibianhua,改bian尺寸和结构,并能筯uan觳饽持制濉Ⅻ/p>

基erda学工zuo组fuze人雷纳·阿德long(Rainer Adelung)教授shuo:“这仍然是基础研究,但仍然是最zhongyaode基础,但是将来ke以将这yi原理用yu开发氢气huo其他爆炸性和有hai气体de传感器。”

摩er多wa技术da学生物医学工程学deOleg Lupan博士解释shuo:“表面和体积之间正quede高比lizhi关zhongyao。秡a诖衅鱠e灵敏度而言,在生产时人men经常面lin挑战:较xiaodekelike以使用已建立de技术(li如pen雾huo真空zheng发系统)轻松di将其应用yu表面,而此处需yao使用de微lixiang对而褄a行┨玠a了。基yu这个原因,我men考虑使用3D打印机来施jia微li。摩er多wa技术da学de同事在材料和设bei方面dezhi识以及我men在纳米材料和3D打印方面de经验在这里wanmeidi进行了互补。”

能源效率shi蟴hi艘芼ong应用

研究人员jie绍shuo,当有机分子与成品传感器中dezhong多导xianxiang遇时,它men彼此之间会发生强烈反应。这样,它men会改bian传感器de电阻并释放出清晰ke测dexin号。但是,原ze上,只有极少量de电流通guo细xian。因此该传感器仅消耗很少de能量,这也使xiao型便携式测羕e鑒ei成为ke能,li如ke以通guo智能shou机直接读取。

研究人员希wang这项研究ke以使该传感器将来用yu糖尿病huan者de移dong便携式呼气测shi謝iaoL悄虿uan者不必mei天用shou指刺几次检查xue糖水平,而是ke以测量其呼吸中de丙酮han量。当que乏胰岛素时会产生xinchendai谢产物,并通guo呼吸释放出来。研究报告称,高度灵敏de传感器ke以queding丙酮值低yu1 ppm(meibaiwan个空气分子中dekeli数),而I型huoII型糖尿病huan者de呼吸中丙酮han量超guo2 ppm。


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