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高靈敏度傳感器的生產(chǎn)是一個復(fù)雜過程，需要許多步驟，并且需要特殊潔凈室?guī)缀鯚o塵的環(huán)境。來自基爾大學(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
3D打印技術(shù)實現(xiàn)了經(jīng)濟高效的傳感器制造。該團隊最近在著名的專業(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個亮點：
“墨水直寫”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增材制造常見的金屬微粒輕松制造；
開放的多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)靈敏的VOC檢測；
高基極電阻使得傳感器功耗低，高能效。
這種具有納米級特殊結(jié)構(gòu)的3D打印傳感器可應(yīng)用于多種氣體檢測，例如用于檢測糖尿病患者呼吸中的丙酮氣體。
更大的表面積，更靈敏的傳感器
研究中介紹的自動3D打印過程可以在正常的環(huán)境空氣中進行，并且在幾分鐘之內(nèi)可以同時創(chuàng)建多個傳感器，而過去在無塵室中要花費幾個小時才能完成。起始材料也可以有針對性地變化，改變尺寸和結(jié)構(gòu)，并能夠檢測某種氣體 研究小組的負責(zé)人表示，這是一項基礎(chǔ)研究，但是可以通過該技術(shù)開發(fā)多種氣體檢測的傳感器。 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.。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。在設(shè)計傳感器時，表面和體積之間正確的高比例至關(guān)重要，怎樣設(shè)計對傳感器的靈敏度有利，是一個挑戰(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，研究團隊考慮通過3D打印技術(shù)制造更小的微粒。
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