現(xiàn)代社會人們的生活節(jié)奏加快，活動范圍卻變小了，大部分人的活動范圍主要集中在家里、辦公室和小汽車里。活動范圍的縮小，意味著單個空間內(nèi)待的時間變長。因此，人們對活動空間內(nèi)污染物的檢測能力和費用將會越來越注重。
最近，一個由愛爾蘭科學基金會先進材料和生物工程研究中心（AMBER）與都柏林圣三一大學（Trinity College Dublin）聯(lián)合研究的項目取得了最新的進展。該項目的科學家通過高分辨率3D打印技術，利用新型材料制造出了一款微型變色氣體傳感器。
該款微型變色氣體傳感器采用微觀光學結(jié)構，響應式的檢測結(jié)果更加直觀，通過3D打印技術還能很好的降低成本。目前，該微型變色氣體傳感器的應用范圍包括空氣中的溶劑蒸汽檢測和實時空氣質(zhì)量監(jiān)控。不過，通過與其它探測器、集成電路等電子器件進行結(jié)合，可以極大的拓寬該微型變色氣體傳感器的應用范圍，比如健康監(jiān)測、可穿戴設備、智能家居等。
利用3D打印技術制造的微型變色氣體傳感器
有趣的是，這項研究成果的靈感，竟然是來自孔雀開屏?？茖W家們最近才發(fā)現(xiàn)，孔雀開屏的絢麗多彩，并不是因為孔雀羽毛上有各種顏料，而是由于光的各種透射產(chǎn)生的。在孔雀翅膀的羽毛上，分布著很多個微小的物體，這些物體的尺寸非常小，小到只有零點零幾μm。
不光是孔雀，變色龍的變色邏輯也是同樣的方法?？茖W家正是從這些微小物體中獲得的靈感來研究新型材料?？茖W家通過激光直寫（DLW）技術，將激光聚集到非常小的一個點上，在特殊的聚合物中建造一個微型的3D結(jié)構，從而人工制造出了孔雀羽毛上的微小物體。
利用激光直寫技術構建響應式光子學結(jié)構
整個研發(fā)過程肯定沒有文字描述的這么輕描淡寫。AMBER和Trinity College Dublin共組建了兩個研究小組，主要集中研究如何設計刺激響應材料中的微型3D結(jié)構，并進行建模和制造。在設計開發(fā)的過程中，科學家花了很多時間，測試了不同結(jié)構的響應，最終研發(fā)出了能夠?qū)穸?、熱度和光照做出響應的結(jié)構。
目前的研發(fā)雖然已經(jīng)取得了重大進展，但還沒有達到科學家們想要的水平。科學家們的最終目的是要復制出自然界中的偽裝和隱身系統(tǒng)，通過比孔雀羽毛上的微小物體還要小的反應陣列，來檢測空氣中的大量化學成分信息。
這種微型變色氣體傳感器的應用將會非常普遍?，F(xiàn)在，物理傳感器已經(jīng)廣泛應用在我們的生活之中了，但價格低廉、適用范圍廣的化學傳感器卻仍是空白。因此，未來在光電子傳感器的基礎上，制造出成本低、靈敏度高、低能耗的氣體化學傳感器，將會衍生出大量的商業(yè)應用領域。
氣體傳感器雖然已經(jīng)不是一個新鮮物了，但是已經(jīng)出現(xiàn)的氣體傳感器的應用范圍主要是局限在火災煙霧報警，煤氣、天然氣泄漏監(jiān)測，濕度檢測、二氧化碳氧氣檢測和揮發(fā)性有機物監(jiān)測等方面，還有大量的應用領域未能實現(xiàn)商用。因此，這種成本低廉、適用性廣的微型傳感器將會大量應用到手機、汽車、只能家居和穿戴設備上。
鄂公網(wǎng)安備 42011502001385號 鄂ICP備2021012849號 
