日博赌场,[第2532版]剑桥大学的黄艳艳团队共同发明了3D打印的微/纳米光纤传感器

剑桥大学的黄艳艳团队合作发明了3D打印的微纳米纤维传感器
来自云南大理的26岁的白族学生王文宇及其研究团队提出了第一种创新的印刷具有极佳导电性的超细纤维的创新方法,即3D打印技术。该论文于9月30日在《科学进展》杂志上发布标题“用于平面和3D光电和传感器设备的光纤打印”。
图|王文宇(来源:受访者)
比头发细一百倍并且像铜线一样导电的微纳米纤维
微纳米导电纤维具有高的纵横比,极低的抗挠刚度和高透明度。当将微纳米导电纤维组装成3D结构时,可以开发出新的透明且可透气的柔性电子设备,这些设备可用于健康监测,物联网和生物电子传感器。
图| IFP生产的悬浮纤维结构
基于上述想法,该团队花了四年的时间进行研究和开发,并在本文中介绍了结果:一种通过同心喷嘴快速,准确和灵活地打印悬浮微纳米纤维的新方法。
研究团队展示了一种由银纳米颗粒或有机导电聚合物材料组成的多材料微纳米纤维阵列。与传统的纤维制造工艺相比,该工艺具有更好的通用性,既可以印刷由不同材料制成的超细纤维和纳米纤维,又可以印刷悬浮的超细纤维和纳米纤维网。
这项研究还首次提出了一种新工艺,即将印刷的微纳米导电纤维直接集成到电路中的一步法,从而减少了传统的导电纤维制造工艺中不可避免的复杂后处理。在此基础上,王文宇和他的团队创造了一种可穿戴式呼吸传感器,由于导电纤维的高渗透性,该传感器可以在水蒸气自由时检测呼出气体中水蒸气的时空分布。
图|便携式廉价呼吸报警器
这样的多材料三维便携式传感器与智能手机结合使用时,可以轻松检测呼吸时的嘴部状况,呼吸时的气体方向,气体的湿度,呼吸频率和咳嗽异常。检测和引导人们明智地选择并佩戴口罩。除了光纤传感器之外,3D打印微纳米导电纤维技术还可以生产许多产品。
除呼吸传感器外,3D纤维打印技术还可用于生产生物相容的导电聚合物纤维,该纤维可控制细胞的运动,并可将这种动态过程作为电信号输出,可用于未来的生物电子设备。开发和3D细胞检测提供了某些研究思路。
据王文宇的导师黄艳艳介绍,这种传感器的材料制造成本约为10元人民币或更少,如果考虑到人力和机械的量产价格较低,则估计成本为几美元。Yanyan在其他媒体上承认:“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3D液体和气体的体积检测特别有用。但是,到目前为止,它们已经被打印并集成在设备中。规模一直是一个挑战。”
资料来源:DeepTech
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