超细的3D打印纤维可以监测口罩的渗漏情况

3D打印快讯
2020
10/04
09:45
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来自: cnBeta

剑桥大学的研究人员利用 3D 打印的最新进展生产出了电子纤维,这些纤维可以在肉眼看不见的前提下作为健康监测的传感器。该纤维最初被运用到一种便携式呼吸传感器来做演示,但团队表示,该方法也可用于生产低成本的传感器,用于一系列应用。

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该团队的 3D 打印技术使用银和半导体聚合物来生产导电纤维芯,包裹在薄薄的聚合物护套中。这种方式与典型的电线结构相似,但直径仅仅只有几微米,比人的头发细 100 倍左右。

科学家们将这种纤维传感器变成了一种便携式呼吸监测器,将其应用在口罩上,然后用它来监测受试者的呼吸。该团队利用该传感器不仅成功检测到呼吸急促、气短和模拟咳嗽的迹象,还能敏感地追踪到受试者面罩的漏气位置。

将其应用于织物口罩和手术口罩后,团队发现,漏气主要来自前面,尤其是在咳嗽时。当涉及到 N95 口罩时,研究人员发现,其大多数泄漏来自侧面。鉴于口罩在解决 COVID-19 方面的重要性,这被证明是一个有用的实验,同时也证明了该设备的潜力,该团队表示该设备的性能优于同类商业传感器。

"与传统的薄膜技术相比,由小型导电纤维制成的传感器对 3D 中的流体和气体的体积传感特别有用,但到目前为止,将它们打印和融入设备,并大规模制造它们一直是一个挑战,"领导这项研究的剑桥工程系的 Yan Yan Shery Huang 博士说。

该团队还能够利用其多功能的 3D 打印技术生产出与生物细胞大小和形状相似的生物相容性纤维。该团队表示,这些微观装置可用于帮助 "引导"细胞进入所需的模式。此外,这些纤维还可以连接到智能手机上,通过声学驱动的压电技术来感知声音,最终帮助用户更好地认识周围环境。

"我们的纤维传感器重量轻、价格便宜、体积小、使用方便,因此它们有可能变成家庭测试设备,让普通大众进行自我测试,以获取环境信息。"Huang 说。

该研究发表在《科学进展》杂志上。




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