3D打印傳感器在極端條件下可實(shí)時(shí)傳遞“警告”

據(jù)悉，近日，沙特阿拉伯國(guó)際阿布杜拉科技大學(xué)（KAUST）的一個(gè)研究小組發(fā)表了一篇論文，提出了3D打印的一次性無(wú)線傳感器可用于檢測(cè)大面積環(huán)境。

研究表明，3D打印作為制造低成本的、完全集成無(wú)線傳感器的潛力，可用于極端環(huán)境條件，如森林火災(zāi)和工業(yè)泄漏。

3D打印結(jié)構(gòu)

KAUST研究人員提出的系統(tǒng)依賴于一個(gè)中央天線，用作一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的接收器的戰(zhàn)略位置，即在冷卻塔和煙囪內(nèi)部，或種植在地面上的樹(shù)上。一次性傳感器或節(jié)點(diǎn)本身由三個(gè)不同的部分組成：用于監(jiān)測(cè)濕度的空氣電容器、電路板，以及一個(gè)完整的金屬條盒，用于隨后的傳感器和一個(gè)天線。

這三個(gè)核心部分同時(shí)3D打印在Stratasys的剛性不透明VeroBlackPlus材料中。在使用Stratasys的Objet260Connex13D打印機(jī)進(jìn)行3D打印時(shí)，其噴射墨水層使用紫外光固化成3D部件。然后將金屬、導(dǎo)電條紋打印到包裝的壁上，以使傳感器用于檢測(cè)氣體和溫度。它們是由內(nèi)部研究人員開(kāi)發(fā)的一種銀色墨水進(jìn)行的二維噴墨打印。完成的立方體尺寸為21mmx21mmx21mm，其能夠在狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行安裝。

衛(wèi)星觀測(cè)的替代方法？
衛(wèi)星成像是現(xiàn)有傳感器的替代品，但這種方法有兩個(gè)主要缺點(diǎn)。通過(guò)這種距離傳遞信息會(huì)導(dǎo)致信息響應(yīng)的延遲。衛(wèi)星觀測(cè)還需要在固定的地點(diǎn)永久性放置衛(wèi)星，這是不切實(shí)際的。相比之下，KAUST的傳感器從理論上說(shuō)可以放置在任何位置。測(cè)試表明，它們可以將溫度、濕度和H2S[硫化氫]的讀數(shù)傳達(dá)到相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，這使得其非常適用于提供警告野火和氣體泄漏的情況。此外，其還進(jìn)行了跌落試驗(yàn)，顯示即使在15英尺高的地方墜落之后，這些裝置也能夠運(yùn)行。研究人員討論了將單個(gè)芯片集成到設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，并且依靠改進(jìn)的能夠沉積金屬和電油墨的3D打印機(jī)的可用性。

3D打印傳感器領(lǐng)域
該研究結(jié)果于2011年5月19日在AdvancedMaterialsTechnologies雜志上發(fā)表。由MuhammadFahadFarooqui、MuhammadAkramKarimi、KhaledNabilSalama和AtifShamim共同撰寫(xiě)。

據(jù)悉，MuhammadFahadFarooqui和AtifShamim以及第三位研究員ChristianClaudel先前已經(jīng)在開(kāi)發(fā)用于洪水檢測(cè)的類似傳感器。 明尼蘇達(dá)大學(xué)的McAlpine研究小組也采用3D打印技術(shù)制作微型傳感器，從而促進(jìn)智能、可穿戴技術(shù)和仿生皮膚的發(fā)展。

來(lái)源：3D虎
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