超細的3D列印纖維可以監測口罩的滲漏情況
2020-10-02 cnBeta劍橋大學的研究人員利用3D列印的最新進展生產出了電子纖維，這些纖維可以在肉眼看不見的前提下作為健康監測的傳感器。該纖維最初被運用到一種可攜式呼吸傳感器來做演示，但團隊表示，該方法也可用於生產低成本的傳感器，用於一系列應用。
該團隊的3D列印技術使用銀和半導體聚合物來生產導電纖維芯，包裹在薄薄的聚合物護套中。這種方式與典型的電線結構相似，但直徑僅僅只有幾微米，比人的頭髮細100倍左右。
科學家們將這種纖維傳感器變成了一種可攜式呼吸監測器，將其應用在口罩上，然後用它來監測受試者的呼吸。該團隊利用該傳感器不僅成功檢測到呼吸急促、氣短和模擬咳嗽的跡象，還能敏感地追蹤到受試者面罩的漏氣位置。
將其應用於織物口罩和手術口罩後，團隊發現，漏氣主要來自前面，尤其是在咳嗽時。當涉及到N95口罩時，研究人員發現，其大多數洩漏來自側面。鑑於口罩在解決COVID-19方面的重要性，這被證明是一個有用的實驗，同時也證明了該設備的潛力，該團隊表示該設備的性能優於同類商業傳感器。
"與傳統的薄膜技術相比，由小型導電纖維製成的傳感器對3D中的流體和氣體的體積傳感特別有用，但到目前為止，將它們列印和融入設備，並大規模製造它們一直是一個挑戰，"領導這項研究的劍橋工程系的Yan Yan Shery Huang博士說。
該團隊還能夠利用其多功能的3D列印技術生產出與生物細胞大小和形狀相似的生物相容性纖維。該團隊表示，這些微觀裝置可用於幫助 "引導"細胞進入所需的模式。此外，這些纖維還可以連接到智慧型手機上，通過聲學驅動的壓電技術來感知聲音，最終幫助用戶更好地認識周圍環境。
"我們的纖維傳感器重量輕、價格便宜、體積小、使用方便，因此它們有可能變成家庭測試設備，讓普通大眾進行自我測試，以獲取環境信息。"Huang說。
該研究發表在《科學進展》雜誌上。
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