糖尿病:3D印刷传感器用于呼吸测试
高敏感传感器的生产是一个复杂的过程:它需要许多不同的步骤和特殊洁净室的几乎无尘环境。基尔大学(CAU)材料科学和摩尔多瓦技术大学生物医学工程的研究小组现已制定了一种使用3D打印生产极其灵敏和节能的传感器的程序。新利18官方
新传感器的特殊表面在高分辨率电子显微镜下可见:丙酮等气体分子特别容易缠绕在直径仅为20纳米的南乌亚尔丛中。纳米电线尖峰增加了传感器表面的尺寸,并产生了高度的灵敏度。“为了使这种特殊的结构进行,我们将简单的金属微粒加热至众多细纳米线和纳米间形成。使用特殊开发的墨水,我们可以使用3D打印机将这些颗粒用精度施加到各种表面上,“Leonard Siebert说,解释了称为”直接墨水写入“的东西。作为CAU的“功能纳米材料”工作组的博士研究员,他正在研究添加剂生产技术新利18官方, 除其他事项外。
用于丙酮和其他气体的多面进程序
由于其特殊的传感器概念,可以在正常环境空气中进行研究中提出的自动化3D打印过程。新利18官方通过这种方式,几分钟内同时创建了几个传感器,这些传感器在洁净室中使用了几个小时的东西。起始材料也可以以目标方式变化,改变尺寸和结构并能够检测一定的气体。“这仍然是,首先是最重要的,基本的研究,但这种原则可以在未来使用,以开发氢气或其他爆炸性和危险气体的传感器,”基尔大学工作组负责人的Rainer Adelung教授相信。
作为传感器的起始材料的金属颗粒必须具有一定尺寸,以形成特殊的电线和纳米间体。“表面和体积之间的正确和高比率至关重要”,“摩尔多瓦技术大学生物医学工程博士博士解释道。作为一个Humboldt的研究员,他将这个过程六个月作为基尔工作组的一部分。当涉及到它们的生产时,传感器的灵敏度有利的是:较小的颗粒可以容易地使用诸如喷雾或真空蒸发系统的建立的技术容易地应用于表面,但这里使用的微粒已经过大。这。“由于这个原因,我们考虑使用3D打印机来应用微粒,”材料科学家Siebert说。“摩尔多瓦技术大学的同事材料和设备的知识和我们在纳米材料和3D印刷中的经验完美地相互补充。”新利18官方
能效使移动应用能够
当有机分子在成品传感器中满足众多导线时,它们彼此强烈反应。通过这样做,它们改变传感器的电阻并释放清晰可测量的信号。然而,原则上,只有非常小的电力通过薄线。“所以我们的传感器只使用很少的能量,”卢普说道。“这使得可以通过智能手机直接读取小的便携式测量装置。
研究人员希望这可以使未来使用移动,便携式呼吸测试中的传感器使用糖尿病患者。糖尿病患者可以测量口气的丙酮含量,而不是用手指刺的手指刺刺检查血糖水平。当缺乏胰岛素并且通过呼吸发出时,将产生代谢产物。报告研究,高敏感传感器可以确定1ppm以下1 ppm(百万空气分子粒子)的丙酮值,而糖尿病I型或II的人的呼吸具有超过2ppm的丙酮含量。
来源:基尔大学