基尔大学 显微镜下的传感器表面:研究小组从金属微粒中长出微小的线和尖状物，这些微粒特别擅长捕捉气体分子
学分:工作组功能纳米材料 高灵敏度传感器的生产是一个复杂的过程:它需要许多步骤和几乎无尘的特殊洁净室环境
基尔大学(CAU)材料科学系和摩尔多瓦技术大学生物医学工程系的一个研究小组现已开发出一种使用三维打印技术生产极其灵敏和节能传感器的方法
该团队最近在著名的专业杂志《纳米能源》上解释说，这种简单且成本效益高的生产方法也适合工业化生产
他们在这里展示的传感器能够使用纳米级别的特殊结构精确测量丙酮蒸汽的浓度
由于呼吸中的丙酮浓度与血糖水平相关，研究小组希望朝着为糖尿病患者开发一种呼吸测试迈出一步，这种测试可以取代每天用手指戳来检查他们的血糖水平
更大的表面使传感器更灵敏 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20纳米的纳米线丛中
纳米线/尖峰增加了传感器表面的尺寸，因此产生了高水平的灵敏度
“为了制造这种特殊的结构，我们加热简单的金属微粒，直到其上形成无数细小的纳米线和纳米棒
伦纳德·西伯特解释说:“通过一种特殊开发的墨水，我们可以使用三维打印机将这些微粒精确地应用到各种表面上。”
“作为CAU功能纳米材料工作组的博士研究员，他正在研究三维打印等添加剂生产技术
丙酮和其他气体的多方面程序 由于其特殊的传感器概念，研究中提出的自动三维打印过程可以在正常的环境空气中进行
通过这种方式，几分钟内几个传感器同时产生，这在洁净室中需要几个小时
起始材料也可以以目标方式变化，改变尺寸和结构，并能够检测某种气体
基尔大学工作组组长赖纳·阿德隆教授确信，“这仍然是首要的基础研究，但这一原理将来可以用于开发氢或其他爆炸性和有害气体的传感器。”
作为传感器原材料的金属颗粒必须具有一定的尺寸，以便形成特殊的金属丝和纳米棒
“表面和体积之间正确的高比例是至关重要的，”博士解释说
摩尔多瓦技术大学生物医学工程系的奥列格·卢潘
作为洪堡研究员，他作为基尔工作组的一员，对这一过程进行了为期六个月的研究
当涉及到传感器的生产时，对于传感器的灵敏度而言，什么是有利的证明是一个挑战:虽然较小的颗粒可以使用诸如喷雾或真空蒸发系统的已有技术容易地应用到表面，但是这里使用的微粒已经太大了
“由于这个原因，我们考虑使用三维打印机来应用微粒，”材料科学家西伯特说
“摩尔多瓦技术大学同事的材料和器件知识，以及我们在纳米材料和三维打印方面的经验，在这里完美互补
" 能效支持移动应用 当有机分子遇到成品传感器中的众多导线时，它们会发生强烈的相互反应
通过这样做，它们改变了传感器的电阻，并释放出可清晰测量的信号
然而，原则上只有极少量的电流通过细导线
“所以我们的传感器只消耗很少的能量，”鲁潘解释道
“这也使得小型便携式测量设备成为可能，例如，可以通过智能手机直接读取
" 研究人员希望这能使传感器在未来用于糖尿病患者的移动便携式呼吸测试
糖尿病患者可以测量他们呼吸中的丙酮含量，而不是每天用手指戳几次来检查他们的血糖水平
当缺乏胰岛素时，代谢产物产生，并通过呼吸排出
该研究报告称，这种高灵敏度传感器可以测定低于1 ppm(百万分之一空气分子中的颗粒)的丙酮值，而患有一型或二型糖尿病的人的呼吸中丙酮含量超过2 ppm
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
