最近，麻省理工學(xué)院的研究人員利用增材制造技術(shù)制作出了微型四極桿，這是質(zhì)譜儀的一個關(guān)鍵部件。這種 3D打印設(shè)備不僅成本低、重量輕，而且在精度方面可與商業(yè)級過濾器相媲美。

從犯罪現(xiàn)場分析到環(huán)境監(jiān)測，質(zhì)譜儀在各種應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而，傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀體積龐大、價格昂貴，而且難以有效部署。麻省理工學(xué)院的創(chuàng)新方法：3D打印四極桿可以徹底改變質(zhì)譜儀的核心。

微型四極桿由耐用、耐熱的玻璃陶瓷樹脂制成，標志著便攜式質(zhì)譜儀的重大飛躍。與傳統(tǒng)過濾器不同，這種 3D打印組件無需組裝，消除了影響性能的缺陷。其設(shè)計緊湊，成本僅幾美元，可與超過 10 萬美元的商業(yè)級同類產(chǎn)品相媲美，預(yù)示著便攜式質(zhì)譜儀進入了一個新時代。

麻省理工學(xué)院的研發(fā)成果將質(zhì)譜儀的應(yīng)用范圍擴展到了傳統(tǒng)范圍之外，可以部署到偏遠的熱帶雨林等地區(qū)，在現(xiàn)場迅速分析潛在的污染物。此外，質(zhì)譜儀的輕便特性使其成為太空任務(wù)的理想選擇，可用于監(jiān)測地球大氣層或遙遠行星中的化學(xué)物質(zhì)。

研究人員利用一種耐高溫的玻璃陶瓷樹脂，采用大桶光聚合技術(shù)對部件進行精確的三維打印。由此產(chǎn)生的雙曲桿設(shè)計是傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的，它提高了質(zhì)量過濾效率。

為了最大限度地提高性能，研究小組采用無電解電鍍法在棒材上鍍上一層金屬薄膜，以確保導(dǎo)電性能。測試表明，三維打印的四極桿在分辨率和精度上都優(yōu)于不銹鋼四極桿。

"我們不是第一個嘗試這樣做的人。但我們是第一個成功做到這一點的人，"詳細介紹該項目的論文的資深作者 Velásquez-García 說。

"還有其他微型四極桿過濾器，但它們無法與專業(yè)級質(zhì)量過濾器相提并論。如果能在不影響性能的前提下縮小尺寸、降低成本，那么這種硬件將大有可為"。

研究人員計劃通過增加長度和探索替代陶瓷材料來提高四極桿的性能，未來有望出現(xiàn)更精確、更多功能的 3D 打印質(zhì)譜解決方案。這一突破不僅改變了化學(xué)分析的格局，而且為在不同環(huán)境中實現(xiàn)經(jīng)濟高效的便攜式質(zhì)譜儀開辟了道路。