3D打印传感器在极端条件下可实时传递“警告”

近日，沙特阿拉伯国际阿布杜拉科技大学（KAUST）的一个研究小组发表了一篇论文，提出了3D打印的一次性无线传感器可用于检测大面积环境。

研究表明，3D打印作为制造低成本的、完全集成无线传感器的潜力，可用于极端环境条件，如森林火灾和工业泄漏。

3D打印结构

KAUST研究人员提出的系统依赖于一个中央天线，用作一个传感器网络的接收器的战略位置，即在冷却塔和烟囱内部，或种植在地面上的树上。

一次性传感器或节点本身由三个不同的部分组成：用于监测湿度的空气电容器、电路板，以及一个完整的金属条盒，用于随后的传感器和一个天线。

这三个核心部分同时3D打印在Stratasys的刚性不透明VeroBlackPlus材料中。在使用Stratasys的Objet260 Connex1 3D打印机 进行3D打印时，其喷射墨水层使用紫外光固化成3D部件。

然后将金属、导电条纹打印到包装的壁上，以使传感器用于检测气体和温度。它们是由内部研究人员开发的一种银色墨水进行的二维喷墨打印。

完成的立方体尺寸为21mmx21mmx21mm，其能够在狭窄的空间内进行安装。

卫星观测的替代方法？

卫星成像是现有传感器的替代品，但这种方法有两个主要缺点。通过这种距离传递信息会导致信息响应的延迟。卫星观测还需要在固定的地点永久性放置卫星，这是不切实际的。

相比之下，KAUST的传感器从理论上说可以放置在任何位置。测试表明，它们可以将温度、湿度和H2S [硫化氢]的读数传达到相当远的距离，这使得其非常适用于提供警告野火和气体泄漏的情况。此外，其还进行了跌落试验，显示即使在15英尺高的地方坠落之后，这些装置也能够运行。

研究人员讨论了将单个芯片集成到设备的进一步改进，并且依靠改进的能够沉积金属和电油墨的3D打印机的可用性。

3D打印传感器领域

该研究结果于2011年5月19日在Advanced Materials Technologies杂志上发表。由Muhammad Fahad Farooqui、Muhammad Akram Karimi、Khaled Nabil Salama和Atif Shamim共同撰写。

据悉，Muhammad Fahad Farooqui和Atif Shamim以及第三位研究员Christian Claudel先前已经在开发用于洪水检测的类似传感器。

明尼苏达大学的McAlpine研究小组也采用 3D打印技术 制作微型传感器，从而促进智能、可穿戴技术和仿生皮肤的发展。