高靈敏度傳感器的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，需要許多步驟，并且需要特殊潔凈室?guī)缀鯚o(wú)塵的環(huán)境。來(lái)自基爾大學(xué)（CAU）的材料科學(xué)和摩爾多瓦技術(shù)大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程的研究小組，通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高效的傳感器制造。該團(tuán)隊(duì)最近在著名的專(zhuān)業(yè)期刊Nano Energy 中發(fā)表了相關(guān)研究論文，論文指出這一技術(shù)的4個(gè)亮點(diǎn)：

“墨水直寫(xiě)”3D打印傳感器，可以克服傳統(tǒng)技術(shù)所必須的潔凈室環(huán)境；

混合金屬氧化物傳感器可以通過(guò)增材制造常見(jiàn)的金屬微粒輕松制造；

開(kāi)放的多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)靈敏的VOC檢測(cè)；

高基極電阻使得傳感器功耗低，高能效。

這種具有納米級(jí)特殊結(jié)構(gòu)的3D打印傳感器可應(yīng)用于多種氣體檢測(cè)，例如用于檢測(cè)糖尿病患者呼吸中的丙酮?dú)怏w。

更大的表面積，更靈敏的傳感器

研究中介紹的自動(dòng)3D打印過(guò)程可以在正常的環(huán)境空氣中進(jìn)行，并且在幾分鐘之內(nèi)可以同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)傳感器，而過(guò)去在無(wú)塵室中要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)才能完成。起始材料也可以有針對(duì)性地變化，改變尺寸和結(jié)構(gòu)，并能夠檢測(cè)某種氣體。作為傳感器起始材料的金屬顆粒必須具有一定的尺寸，以形成特殊的金屬絲和納米線(xiàn)。在設(shè)計(jì)傳感器時(shí)，表面和體積之間正確的高比例至關(guān)重要，怎樣設(shè)計(jì)對(duì)傳感器的靈敏度有利，是一個(gè)挑戰(zhàn)。雖然，噴霧或真空蒸發(fā)系統(tǒng)等現(xiàn)有技術(shù)可以將較小的顆粒輕松地施加到表面上，但其中的微粒仍然比較大。因此，研究團(tuán)隊(duì)考慮通過(guò)3D打印技術(shù)制造更小的微粒。

研究小組的負(fù)責(zé)人表示，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)研究，但是可以通過(guò)該技術(shù)開(kāi)發(fā)多種氣體檢測(cè)的傳感器。

論文題目為：Facile fabrication of semiconducting oxide nanostructures by direct ink writing of readily available metal microparticles and their application as low power acetone gas sensors，發(fā)表于Nano Energy. Volume 70, April 2020, 104420.