3D打印的透明纤维可以感知呼吸

纤维印花技术可以用于非接触，可穿戴，便携式呼吸传感器。这些印刷传感器它具有高灵敏度、低成本，可以安装在移动电话上，同时收集呼吸模式信息、声音和图像。

第一作者安迪·王是剑桥大学工程系的一名博士生，他用纤维传感器测试了在呼吸条件下，如正常呼吸、快速呼吸和模拟咳嗽，通过面罩泄漏的呼吸水分的量。纤维传感器显著优于同类商业传感器，特别是在监控快速呼吸，重复呼吸短促。

虽然这种纤维传感器并不是用来检测病毒粒子的，因为科学证据越来越多地指出这样一个事实，即病毒粒子如冠状病毒可通过呼吸道飞沫和气溶胶传播，测量通过不同类型的面罩泄漏的呼吸水分的数量和方向，可以在保护的“弱点”中起到指示作用。

研究小组发现，织物或外科口罩的泄漏主要来自前端，尤其是在咳嗽时，而N95口罩的泄漏主要来自顶部和附件紧密的侧面。然而，如果佩戴得当，这两种类型的口罩都有助于减弱呼出的气流。“与传统的薄膜技术相比，由小型导电纤维制成的传感器对于三维流体和气体的体积传感尤其有用，但到目前为止，打印并将它们整合到设备中，并大规模制造它们，仍是一个挑战。”领导这项研究的剑桥大学工程系黄燕燕博士说。

黄和她的同事们3 d印制复合纤维，由银和/或半导体聚合物制成。这种纤维打印技术创造了一种核-壳纤维结构，由一层薄的保护聚合物护套包裹的高纯度导电纤维芯，类似于普通电线的结构，但其直径只有几微米。

除了呼吸传感器，打印技术还可以用于制造与生物细胞尺寸相似的生物兼容纤维，这使它们能够引导细胞运动，并像电子信号一样“感受”这种动态过程。此外，这种纤维非常微小，肉眼是看不见的，所以当它们在3D中连接小型电子元件时，电子元件似乎“漂浮”在半空中。黄教授说:“我们的纤维传感器重量轻、价格便宜、体积小、使用方便，所以它们有可能成为家庭测试设备，让公众能够进行自我测试，获取环境信息。”

该团队希望将这种纤维打印技术应用于多种功能的传感器，这可能会探测到更多的呼吸物种移动健康监控,物联网或bio-machine接口应用程序。

这项研究发表在杂志上科学的进步．