瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员利用3D打印等离激元塑料开发传感器

瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员首创了3D打印等离子体塑料，这是一种具有令人着迷的光学特性的复合材料。这一发展预示着 3D 打印光学氢传感器的出现，对于推进绿色能源和工业领域至关重要。

此前，等离子体金属纳米粒子以其与光的有效相互作用而闻名，主要用于平坦表面，并且需要复杂的洁净室实验室生产。然而，这个历时多年的项目旨在利用塑料固有的延展性和成本效益以及 3D 打印技术，可持续地制造 3D 等离子体物体。

等离子塑料样品。（图片来源：查尔姆斯理工大学）

由此产生的等离子体塑料由聚合物和胶体金属纳米颗粒组成，能够 3D 打印从几分之一克到几千克的物体。重点是制造能够检测氢的等离子体传感器，开创了基于等离子体的新型光学传感器领域。

“需要不同类型的传感器来加速医学的发展，或者使用氢作为替代的无碳燃料，”领导该项目的物理系教授克里斯托夫·兰哈默(Christoph Langhammer)说。

“当这些传感器由等离子体塑料制造时，聚合物和纳米颗粒之间的相互作用是关键因素。在传感器应用中，这种类型的塑料不仅能够实现增材制造以及材料制造过程中的可扩展性，而且还具有过滤掉除最小分子之外的所有分子的额外重要功能 – 在我们的应用中，这些是我们的氢分子想要检测。这可以防止传感器随着时间的推移而停用。”

有趣的是，传感器的金属纳米颗粒在接触氢气时会改变颜色，如果氢气含量升高，会立即发出警报，这对于管理这种潜在的易燃气体至关重要。

这项研究不仅释放了可扩展传感器生产的潜力，而且还扩大了等离子体塑料在医疗保健、可穿戴技术，甚至艺术和时尚领域等不同领域的视野。

资料来源：eurekalert.org