科學家用3D列印飛蛾觸鬚高效檢測危險化學物質

OFweek3D列印網訊 日前，美國喬治亞理工學院和橡樹嶺國家實驗室的研究人員聯合3D列印出一種北美洲多音天蠶蛾的羽毛狀觸鬚。成功複製這種像箭一樣的結構意味著研究人員現在能研究飛蛾觸鬚的特性，而不用從活蛾頭上摘取觸鬚。這項研究有可能催生能被動「嗅到」危險物質的存在的感測器。

在一個危險環境中，人造感測器可能需要幾分鐘才能檢測出空氣中的有毒氣體或爆炸物。然而，飛蛾能在幾秒鐘內探測到爆炸信息素。

為了複製這種本能，喬治亞理工學院和橡樹嶺國家實驗室的研究人員聯合3D列印出一種北美洲多音天蠶蛾的羽毛狀觸鬚。這項研究有可能催生能被動「嗅到」危險物質的存在的感測器，已經在線發表，題為《充當收集氣味的預濃縮器的人造飛蛾觸鬚》。

在自然界中，飛蛾和其他昆蟲利用敏銳的嗅覺來尋找食物和伴侶。根據最近的一項研究，化學信息素的使用在動物界非常普遍，而飛蛾則是這方面的大師。據觀測，一些飛蛾能追蹤濃度僅為十億分之幾的信息素，在500米到4千米的距離之間定位雌性。

它們觸鬚的長度通常不超過幾厘米，這一點將其與當前的人造感測器區分開來。為此目的而設計的預濃縮器很難收集足夠的氣味，以供準確讀取信息。有了3D列印複製觸鬚，研究人員能大大縮短收集氣味樣品所花的時間。

研究人員用一個Nanoscribe3D光刻系統1比1地複製了一隻多音天蠶蛾的觸鬚。Nanoscribe使用光反應樹脂，能列印尺寸跟兩三根人的頭髮的寬度一樣的對象，也就是一兩百微米。之前，這款機器被用來製造微型游泳者和設備，以幫助直接在體內治療癌症。

研究人員單獨設計了飛蛾觸鬚的每個部分(莖、須和感器桿)，以獲得從空氣中收集分析物的完美形狀。

成功複製這種像箭一樣的結構意味著研究人員現在能研究飛蛾觸鬚的特性，而不用從活蛾頭上摘取觸鬚。這個3D列印觸鬚也是未來用於檢測氣體泄漏或非法、危險物質的裝置的一個概念證明。