高精度3D打印超聲波傳感器

寂靜天花板

近日，來自于新加坡南洋理工大學一個研究團隊研發了一個3D打印超聲波傳感器，它主要用來控制高壓超聲波，能夠控制移動甚至消除微小的物體目標，比如顆粒，滴狀物，生物組織等等。在臨床手術和醫學實驗研究中，這項發明會起到至關重要的作用。

在最新一期的《應用物理快報》上，該研究團隊詳細描述了傳感器的應用原理，這個傳感器能夠控制激光產生的光聲波，是一種非侵害式傳感器（或者叫無創傳感器），只有該實驗室特定的3D打印技術才能制作出來。很多傳統的傳感器只能產生平面的聲波，用來聚焦能量。而這種超聲波傳感器能夠把激光脈沖轉換成振動的形式。一個玻璃層面覆蓋在碳納米管的表面，起到鏡片的作用。當激光掃描到該表面時，玻璃層面迅速膨脹，引發的振動足以產生高頻率的聲波。

新加坡南洋理工大學的Claus-Dieter Ohl說：“這項技術最先進的地方，就是它是非侵害性的。我們現在對光聲波有著很好的控制力，這些聲波能夠起到機械作動器的作用�！彪m然傳統的傳感器也很高效，但是它們的玻璃鏡片只限于在平面，圓柱形或者球狀的表面。而3D打印的傳感器采用透明樹脂制成，能夠擺脫形狀的禁錮，它能夠應用于各種不同的形狀表面上，產生不同的聲波形態。因此聲波能夠同時把能量聚焦于空間上的不同點，或者在不同的時間點。通過這樣的方式，傳感器裝置能夠為滴狀物、顆粒物或者生物組織施加剪應力，并進行分類、隔離、控制等操作。

三種打印機可以用來制造這種傳感器：a Formlabs Form 1+光固化打印機 ，StratasysObjet Eden260VS jet打印機和Ultimaker 2 FDM打印機。研究者使用前兩者打印機的時候采用532nm的激光波長，而Ultimaker打印機則需要一個額外的模具成型步驟，用來獲得一個透明的基底。這項發明不但成本極低（一個兩平方厘米大小的傳感器的成本只有大概兩美元），而且對于超聲波有著極強的控制力，精確度也極高，今后在醫學實驗以及對抗癌細胞方面必定是一個強大的武器。研究者相信這項技術能夠很快地應用于白內障手術。

目前，該研究相關的論文《Laser-generated focusedultrasound for arbitrary waveforms》發表到了《應用物理快報》期刊上。

RJ45

厲害

hawk23

目前我所知道的精度最高的3D打印機是雙光子打印