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研究人員開發多功能3D打印塑料復合傳感器 能夠檢測微量水

2019/3/9編輯:Ma Liang 人氣:1347

導讀:科學家的新型傳感器材料是一種所謂的銅基配位聚合物,一種水分子與中心銅原子結合的化合物。

  由馬德里自治大學(UAM)的Pilar Amo-Ochoa領導的西班牙 、以色列科學家團隊開發了一種多功能3D打印塑料復合傳感器,能夠檢測微量水。 3D可打印材料無毒,在潮濕條件下顏色從紫色變為藍色。


圖片來源:UAM,VerónicaGarcíaVegas 

  “了解特定環境或材料中存在多少水是很重要的。”DESY科學家Michael Wharmby解釋說。 “例如,如果油中含有過多的水,則可能無法很好地潤滑機器,如果燃油中含有過多的水,則可能無法正常燃燒。”
 
  科學家的新型傳感器材料是一種所謂的銅基配位聚合物,一種水分子與中心銅原子結合的化合物。他們使用Deutsches Elektronen-Synchrotron(DESY)光源PETRA III來分析加熱時材料的變化。 “將化合物加熱到60攝氏度時,顏色從藍色變為紫色。”Pilar Amo-Ochoa報道。將材料加熱至60℃,除去與銅原子結合的水分子,最終引起顏色變化。 “這種變化可以通過將其置于空氣中,將其置于水中,或將其置于含有微量水的溶劑中來逆轉。”
 
  “在理解了這一點之后,我們能夠對這種變化的物理模型進行建模。”馬德里材料科學研究所(ICMM-CSIC)的JoséIgnacioMartínez解釋道。然后科學家們將銅化合物混合成3D打印墨水,并在幾種不同的形狀下印刷傳感器,這些傳感器在空氣和水中進行測試。這些測試表明,3D打印物體對水的存在比對化合物本身更敏感。在溶劑中,印刷傳感器可在不到兩分鐘的時間內檢測到0.3%至4%的水。
 
  如果在無水溶劑中干燥或通過加熱干燥,則材料變回紫色。詳細的調查表明,即使在許多加熱循環中材料也是穩定的,并且銅化合物均勻地分布在整個印刷傳感器中。此外,該材料在空氣中在至少一年內是穩定的,并且在生物相關的pH范圍內也是5至7。
 
  “這項工作展示了第一個由無孔配位聚合物制成的3D打印復合材料,”共同作者馬德里自治大學的FélixZamora說。 “在功能性3D打印領域,它打開了使用這一大系列化合物的大門,這些化合物易于合成并具有有趣的磁性,導電性和光學性質。”
 
  正如科學家在“高級功能材料”雜志上所寫的那樣,這一發展為新一代3D可印刷功能材料的產生打開了大門。

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(來源: 中國3D打印網 )

標簽:傳感器,檢測,儀器,設備

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