最近，一篇題為《用于大面積環(huán)境監(jiān)測(cè)、帶有集成微電子元件的3D打印一次性無(wú)線傳感器》的論文在線發(fā)表在《高級(jí)材料技術(shù)（Advanced Materials Technologies）》雜志上。論文作者是一組來(lái)自沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）的究員。

該研究表明，可以用3D打印來(lái)低成本地制造完全一體化的無(wú)線傳感器，這些傳感器可用于極端的環(huán)境條件下，如森林火災(zāi)和工業(yè)泄漏。

3D打印結(jié)構(gòu)

KAUST研究人員所提出的系統(tǒng)依賴于一個(gè)中央天線，該天線是一個(gè)被戰(zhàn)略性放置（如在冷卻塔和煙囪內(nèi)，在樹(shù)上，被植入地面等）的傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)接收器。這些一次性傳感器或節(jié)點(diǎn)本身由三個(gè)不同的部分組成：一個(gè)空氣電容器，用于監(jiān)測(cè)濕度；電路板；一個(gè)帶有金屬條的盒子，用于隨后的傳感器，以及一個(gè)天線。

這三個(gè)核心部分都是用Stratasys的剛性不透明VeroBlackPlus材料3D打印而成的。使用的3D打印機(jī)為Objet260 Connex1，該機(jī)器采用Stratasys的PolyJet技術(shù)，其中噴射的墨水層被紫外光固化成3D部件。

隨后，導(dǎo)電的金屬條被打印到盒子的壁上，以讓傳感器用于檢測(cè)氣體和溫度。金屬條是用研究員內(nèi)部開(kāi)發(fā)的一種銀色墨水2D噴墨印刷的。完成后的立方體的尺寸為21 mm x 21 mm x 21 mm，這樣的體積使其能被輕松地安裝在狹窄的空間內(nèi)。

衛(wèi)星觀測(cè)的一種替代方法？

理論上，KAUST傳感器可以放置在任何位置，測(cè)試表明它們可以將溫度、濕度和H2S（硫化氫）水平的讀數(shù)傳送到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，這使其非常適合用于提供野火和氣體泄漏警告。研究員還對(duì)其進(jìn)行了墜落測(cè)試，結(jié)果表明即使從15英尺高的地方墜落下來(lái)，這些裝置仍可以正常運(yùn)行。

研究人員討論了這些設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，認(rèn)為可以將所有的電子元件集成到單個(gè)芯片上。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，研究人員需要一種能沉積金屬和導(dǎo)電墨水的3D打印機(jī)。

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