Апатент.ру в социальных сетях:

Крышечки на товаре для определения испорченной еды

Инженеры из « UC Berkeley», в сотрудничестве с коллегами из Национального тайваньского университета «Chiao Tung», расширяют уже впечатляющий портфель 3D технологии печати, чтобы включать электрические детали, такие как резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и интегрированные беспроводные электрические системы ощущения. Они проверили новую технологию, печатая беспроводную крышку для коробки молока, которая обнаружила бы признаки порчи, используя включенные датчики.

krishka milk3

Результаты изданы в новом журнале открытого доступа в Издательской группе Природы под названием Microsystems & Nanoengineering.

Важные шаги за прошлые 10 лет, позволили создать огромное количество 3D напечатанных продуктов, включая протезирование, медицинские продукты, игрушки, части транспортного средства, строительные материалы и даже еду. В репертуаре отсутствовала только способность произвести чувствительные электронные компоненты.

“Наша статья описывает первую демонстрацию 3D печати для рабочих основных электрических деталей, а также рабочего беспроводного датчика”, сказал старший автор Ливей Лин, преподаватель машиностроения и соруководитель Центра «Berkeley Sensor and Actuator Center». “Однажды, люди могут просто загрузить 3D печатающие файлы с Интернета с настроенными формами и цветами и распечатать полезные устройства дома”.

Полимеры - привлекательные материалы в мире 3D печати, потому что их гибкость позволяет им быть сформированными во множество форм. Однако такие материалы - слабые проводники электричества, и вследствии плохие кандидаты на электронные устройства. Чтобы обойти это, исследователи занялись системой построения, используя полимеры и воск. Затем они удалить воск, оставив полые трубки в которые заливали жидкий металл, в их экспериментах они использовали серебро.

krishka milk2

Форма и дизайн металла определили функцию различных электрических деталей. Например, тонкие провода действовали как резисторы, и плоские пластины были превращены в конденсаторы.

Исследователи объединили электронные компоненты в пластмассовую крышечку коробки молока, чтобы контролировать признаки порчи. «Элегантная крышка» была оснащена конденсатором и катушкой индуктивности, чтобы сформировать резонирующую схему. Быстрый щелчок коробки позволил небольшому количеству молока быть пойманным в ловушку в конденсаторном промежутке крышки, и всю коробку тогда оставили нераскрытой при комнатной температуре  (22 градуса по Цельсию) в течение 36 часов.

Схема могла обнаружить изменения в электрических сигналах, которые сопровождают увеличение уровня бактерий. Исследователи периодически наблюдали изменения с беспроводным радиочастотным исследованием в начале эксперимента и каждые 12 часов после того, до 36 часов. Свойство молока постепенно изменяется,  приводя к изменениям в ее электрических особенностях. Изменения были обнаружены, с помощью беспроводных технологий используя «элегантную крышку», которая показала, что пиковая частота вибрации молока комнатной температуры понизилась на 4.3 процента после 36 часов. В сравнении коробка молока, сохраненного в охлаждении в 4 градусах по Цельсию, видела относительно незначительное изменение на 0.12 процента в частоте по тому же самому периоду времени.

«Эта 3D печатающая технология могла бы,  в конечном счете, сделать электронные схемы достаточно дешевыми, чтобы быть добавленными к упаковке, чтобы показать потребителям безопасность пищевых продуктов», сказал Лин. “Вы могли вообразить сценарий, где Вы можете использовать свой сотовый телефон, чтобы проверить свежесть еды, в то время как она все еще находится на полках магазина”.

«Поскольку 3D принтеры становятся более дешевыми и лучшими, возможности для электроники расширятся», сказал Лин, хотя она не думает, что в ближайшее время люди будут распечатывать свои собственные смартфоны или компьютеры.

“Это было бы очень трудно из-за чрезвычайно небольшого размера современной электроники”, сказал он. “Я рассматриваю 3D напечатанные микроэлектронные устройства как очень перспективные для систем, которые извлекали бы выгоду из настройки”.

Лин сказал, что его лаборатория работает над разработкой этой технологии для приложений связанных со здоровьем, таких как вживляемые устройства со встроенными преобразователями, которые могут контролировать кровяное давление, растяжение мышцы и концентрации препарата.

Источник: http://news.berkeley.edu