SARS-CoV-2病毒導致的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情在全球產生了重大影響。目前全世界范圍內正在探索幾種涉及先進材料的方法來檢測新冠病毒感染者。

卡內基梅隆大學的研究人員注意到，生物傳感設備的復雜性隨著微電子學的發(fā)展而發(fā)展，從生物MEMS到由先進的光刻技術制成的小型芯片，都是生物傳感設備發(fā)展的結果。

近年，在微電子學中出現(xiàn)了涉及先進材料的基于納米顆粒的3D打印方法，這些方法可以實現(xiàn)復雜的幾何形狀、材料組合和定制的微結構。Aerosol Jet(AJ)3D打印打印屬于這種技術。Aerosol Jet(AJ)3D打印是一種使用霧化液滴流以10 µm的分辨率沉積納米材料陣列的技術，已被用于制造各種電子設備。

圖1. 通過氣溶膠噴射3D打印制造的COVID-19測試芯片（3DcC）制造過程示意圖。

生物傳感平臺是通過三維電極的3D納米打印，用還原性氧化石墨烯(reducedゞraphene﹐xide, rGO)的納米薄片覆蓋電極并將特定的病毒抗原固定在rGO納米薄片上而創(chuàng)建的。電極與微流體裝置相集成，用于標準電化學電池。當抗體被引入電極表面時，它們選擇性地與抗原結合，改變通過阻抗譜檢測的電路阻抗。

微小、便宜的微柱狀金電極使用熱燒結在一起的氣溶膠液滴以納米級進行打印。這會導致粗糙，不規(guī)則的表面，從而增加微柱的表面積并增強電化學反應，其中抗體可以閂鎖在電極上包覆的抗原上。特定的幾何形狀允許微柱加載更多的蛋白質進行檢測，從而獲得非常準確，快速的結果。

圖2. 3D打印微柱電極和3DcC傳感器操作的功能化。a)表面處理(步驟1)之前的AJ-印刷金微柱。b)通過羧基化(COOH) rGO片材，通過簡單的滴鑄工藝(步驟2)。

該結果是在COVID-19疫情期間的緊迫時刻提出的。由于他們的技術可以量化對疫苗接種的免疫反應，因此在當前環(huán)境下非常重要。
利用氣溶膠噴射納米顆粒3D打印芯片越來越廣泛的應用于醫(yī)療領域和智能穿戴設備。

圖3.通過氣溶膠噴射納米顆粒3D打印制成的COVID-19測試芯片的圖像。圖片來源供：卡內基梅隆大學先進制造和材料實驗室

Aerosol Jet 3D 打印技術原理--基于空氣動力學原理，可將納米、微米級材料進行沉積成型，可實現(xiàn)納米級厚度，微米級特征。

• 霧化液體：導電油墨，電介質等（1 - 1,000 cP），實驗室條件下可達 10, 000 cP。

• 高密度氣溶膠；高負載液滴直徑 2- 5μm。

• 鞘氣層包圍并聚焦氣溶膠束。

• 連續(xù)流量以> 50 m/s 的速度流出，允許可變的噴射高度。

• 可在平面和非平面的基板上打印。

圖4.Aerosol Jet 3D 打印原理

圖5.Aerosol Jet 3D打印支持材料

本文來源：Sensing of COVID-19 antibodies in seconds via aerosol jet nanoprinted reduced graphene oxide coated three dimensional electrodes. Advanced Materials. onlinelibrary.wiley.com/doi/fu … .1002/adma.202006647

備注：正文為網(wǎng)絡文章譯文，僅用于技術交流，如有侵權聯(lián)系作者刪除。

本文轉載自：云尚智造

SARS-CoV-2病毒導致的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情在全球產生了重大影響。目前全世界范圍內正在探索幾種涉及先進材料的方法來檢測新冠病毒感染者。

卡內基梅隆大學的研究人員注意到，生物傳感設備的復雜性隨著微電子學的發(fā)展而發(fā)展，從生物MEMS到由先進的光刻技術制成的小型芯片，都是生物傳感設備發(fā)展的結果。

近年，在微電子學中出現(xiàn)了涉及先進材料的基于納米顆粒的3D打印方法，這些方法可以實現(xiàn)復雜的幾何形狀、材料組合和定制的微結構。Aerosol Jet(AJ)3D打印打印屬于這種技術。Aerosol Jet(AJ)3D打印是一種使用霧化液滴流以10 µm的分辨率沉積納米材料陣列的技術，已被用于制造各種電子設備。

圖1. 通過氣溶膠噴射3D打印制造的COVID-19測試芯片（3DcC）制造過程示意圖。

生物傳感平臺是通過三維電極的3D納米打印，用還原性氧化石墨烯(reducedゞraphene﹐xide, rGO)的納米薄片覆蓋電極并將特定的病毒抗原固定在rGO納米薄片上而創(chuàng)建的。電極與微流體裝置相集成，用于標準電化學電池。當抗體被引入電極表面時，它們選擇性地與抗原結合，改變通過阻抗譜檢測的電路阻抗。

微小、便宜的微柱狀金電極使用熱燒結在一起的氣溶膠液滴以納米級進行打印。這會導致粗糙，不規(guī)則的表面，從而增加微柱的表面積并增強電化學反應，其中抗體可以閂鎖在電極上包覆的抗原上。特定的幾何形狀允許微柱加載更多的蛋白質進行檢測，從而獲得非常準確，快速的結果。

圖2. 3D打印微柱電極和3DcC傳感器操作的功能化。a)表面處理(步驟1)之前的AJ-印刷金微柱。b)通過羧基化(COOH) rGO片材，通過簡單的滴鑄工藝(步驟2)。

該結果是在COVID-19疫情期間的緊迫時刻提出的。由于他們的技術可以量化對疫苗接種的免疫反應，因此在當前環(huán)境下非常重要。
利用氣溶膠噴射納米顆粒3D打印芯片越來越廣泛的應用于醫(yī)療領域和智能穿戴設備。

圖3.通過氣溶膠噴射納米顆粒3D打印制成的COVID-19測試芯片的圖像。圖片來源供：卡內基梅隆大學先進制造和材料實驗室

Aerosol Jet 3D 打印技術原理--基于空氣動力學原理，可將納米、微米級材料進行沉積成型，可實現(xiàn)納米級厚度，微米級特征。

• 霧化液體：導電油墨，電介質等（1 - 1,000 cP），實驗室條件下可達 10, 000 cP。

• 高密度氣溶膠；高負載液滴直徑 2- 5μm。

• 鞘氣層包圍并聚焦氣溶膠束。

• 連續(xù)流量以> 50 m/s 的速度流出，允許可變的噴射高度。

• 可在平面和非平面的基板上打印。

圖4.Aerosol Jet 3D 打印原理

圖5.Aerosol Jet 3D打印支持材料

本文來源：Sensing of COVID-19 antibodies in seconds via aerosol jet nanoprinted reduced graphene oxide coated three dimensional electrodes. Advanced Materials. onlinelibrary.wiley.com/doi/fu … .1002/adma.202006647

備注：正文為網(wǎng)絡文章譯文，僅用于技術交流，如有侵權聯(lián)系作者刪除。

本文轉載自：云尚智造