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2020-03-31

高灵敏度传gan器的生产是一个复杂的过程:它需要许多步骤,并且需要特殊洁jing室几乎无尘的huan境。来自基尔da学(CAU)的cai料ke学和mo尔多瓦ji术da学的生物医学工程的研究小组现已开发出一种程xu,可以使用3D打yin来生产极其灵敏且节能的传gan器。

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来自基尔da学(CAU)的cai料ke学xi和mo尔多瓦ji术da学的生物医学工程的研究ren员已jing开发出一种生产3D打yin传gan器的过程,该传gan器可以测量萻huo暮粑鼁hong的丙酮水平以测量血糖水平。(基尔da学)

该团队最近在著名的专业期刊《纳mi能yuan》上解释shuo,这种简dan且jing济高效的生产方法ye适用于工业生产。ta们展shi的传gan器能gou使用纳miji的特殊结gou精que地测量丙酮蒸气的浓秖uou于呼吸zhong的丙酮浓度yu血糖水平xiangguan,yin此研究小组希望向前mai出一步,为糖niao病患者提供呼气测试,襶uan鷗i每天用手指点刺检查血糖的水平。

更da的表面使传gan器更灵敏

新传gan器的特殊表面在高穤hi鎙v电子显wei镜下可以看到:xiang丙酮这样的气体分子特bie容易缠结在zhi径仅为20纳mi的纳mi线丛zhong。纳mi线增加了传gan器表面的尺寸,yin此产生了很高的灵敏秖uⅫ/p>

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显wei镜下的传gan器表面

伦纳德·xi伯特(Leonard Siebert)解释shuo:“为了制造这种特殊的结gou,我们加热了简dan的金属wei粒,zhi到其上形成许多细的纳mi线和纳mi钉。通过一种开发的特biemo水,我们可以使用3D打yin机将这些wei粒精que地shi加到各謟hi砻嫔稀!眤uo为CAU的功能纳micai料工zuo组的博士研究员,ta正在研究3D打yindeng添加剂生产ji术。

丙酮和其ta气体的多方面程xu

you于其特殊的传gan器gai念,研究zhong介绍的自动3D打yin过程可以在正常的huan境kong气zhong进xing。这样,在几分钟之内可以同时chuang建多个传gan器,而过去在无尘室zhong要花费几个小时。一般情况下,zuo为传gan器起始cai義i慕鹗艨帕1匦刖哂幸籨ing的尺寸,以形硈hang厥獾慕鹗魋i和纳mi钉。而该传gan器的起始cai料ye可以有zhendui性地变化,gai变尺寸和结gou,并能gou检测某种气体。

基尔da学工zuo组负zerenlei纳·阿德隆(Rainer Adelung)教授shuo:“这仍ran是基础研究,但仍ran是最重要的基础,但是将来可以将这一原理用于开发氢气或其ta爆炸性和有hai气体的传gan器。”

mo尔多瓦ji术da学生物医学工程学的Oleg Lupan博士解释shuo:“表面和体积之间正que的高比li至guan重要。dui于传gan器的灵敏度而言,在生产时ren们jing常面临挑战:较小的颗粒可以使用已建立的ji术(li如喷雾或真kong蒸发xitong)qing松地将其ying用于表面,而此chu需要使用的wei粒xiangdui而言觴ing┨玠a了。基于这个原yin,我们考虑使用3D打yin机来shi加wei粒。mo尔多瓦ji术da学的同事在cai料和设bei方面的知识以ji我们在纳micai料和3D打yin方面的jingyan在这里完美地进xing了hubu。”

能yuan效lv实现了移动ying用

研究ren员介绍shuo,当有机分子yu成品传gan器zhong的众多导线xiang遇时,它们彼此之间会发生强烈反ying。这样,它们会gai变传gan器的电zu并释放出清xi可测的信号。但是,原ze上,zhi有极少量的电流通过细线。yin此该传gan器仅消耗很少的能量,这ye使小xingbian携式测量设bei成为可能,li如可以通过智能蕑hi鷝hi接读qu。

研究ren员希望这项研究可以使该传gan器将来用于糖niao病患者的移动bian携式呼气测试zhong。糖niao病患者不必每天用手指刺几次检查血糖水平,而是可以测羕e浜粑鼁hong的丙酮含量。当que乏胰岛素时会产生新chen代谢产物,并通过呼吸释放出来。研究报告称,高度灵敏的传gan器可以queding丙酮值低于1 ppm(每百万个kong气分子zhong的颗粒数),而Ixing或IIxing糖niao病患者的呼吸zhong丙酮含量超过2 ppm。


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