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由美國國家航空航天局資助的研究人員將使用3D打印技術在一塊尺寸僅為2×3英寸的單板上打印傳感器甚至是部分無線通信電路。Mahmooda蘇丹娜和她的團隊在美國航空航天局戈達德太空飛行中心的綠地馬里蘭州贏得$ 2,000,000的技術開發獎,推進基于納米材料的檢測平臺,它能夠感應一切從氣體和蒸汽,氣壓和溫度的微小傳感器,然后通過無線天線發送該數據。
該倡議預計需要兩年時間。如果成功,該技術可以使NASA將人類送入月球和火星的努力受益。這些微型平臺可以部署在行星探測器上,以探測少量的水和甲烷,或用作監測生物傳感器,以維持宇航員的健康和安全。
納米材料,例如碳納米管,石墨烯,二硫化鉬等,在極端條件下是高度靈敏和穩定的。它們重量輕,抗輻射硬化,功率更低,是太空應用的理想選擇。當前的傳感器制造方法涉及一次構建一個傳感器,然后將其集成到其他元件。 3D打印允許技術人員在一個平臺上打印一套傳感器,大大簡化了集成和打包過程。最初由Ahmed Busnina及其在波士頓東北大學的團隊開發的3D打印系統將納米材料逐層應用到基板上,以創建微小的傳感器。 Sultana和她的團隊將設計傳感器平臺,確定哪種材料組合最適合測量微量,十億分之一的水,氨,甲烷和氫的濃度。使用她的設計,東北大學將使用其納米級膠印系統來應用納米材料。印刷后,Sultana的團隊將通過沉積額外的納米顆粒層來增強其靈敏度,將傳感器與讀出電子器件集成在一起,并將整個平臺打包,從而實現各個傳感器的功能化。
同樣具有創新性的是Sultana計劃在同一硅片上打印部分電路,用于與地面控制器通信的無線通信系統,進一步簡化儀器設計和構造。印刷完成后,傳感器和無線天線將被封裝在印刷電路板上,印刷電路板上裝有電子元件,電源和其他通信電路。“我們概念的美妙之處在于,我們能夠在同一基板上打印所有傳感器和部分電路,這可能是剛性的或靈活的。我們消除了許多封裝和集成挑戰,”Sultana說。 “這是一個真正的多功能傳感器平臺。我所有的傳感器都在同一芯片上,一層接一層地印刷。”
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