در توسعه اخیر، محققان MIT از ساخت افزودنی برای ایجاد یک چهارقطبی کوچک، یک جزء کلیدی طیف‌سنج‌های جرمی، استفاده کرده‌اند. این دستگاه پرینت سه بعدی نه تنها مقرون به صرفه و سبک وزن است، بلکه از نظر دقت با فیلترهای درجه تجاری رقابت می کند.
طیف‌سنج‌های جرمی در کاربردهای مختلف، از تجزیه و تحلیل صحنه جرم گرفته تا پایش محیطی، نقش اساسی دارند. با این حال، همتایان سنتی آنها حجیم، گران و چالش برانگیز برای استقرار موثر هستند. رویکرد نوآورانه MIT را وارد کنید: چهار قطبی چاپ سه بعدی که می تواند هسته طیف سنجی جرمی را متحول کند.
چهار قطبی کوچک، ساخته شده از رزین شیشه-سرامیک مقاوم و مقاوم در برابر حرارت، جهشی قابل توجه در طیف سنجی جرمی قابل حمل را نشان می دهد. برخلاف فیلترهای معمولی، این قطعه پرینت سه بعدی نیازی به مونتاژ ندارد و عیوب عملکرد را از بین می برد. طراحی جمع و جور آن که تنها چند دلار هزینه دارد، با همتایان تجاری بالای 100000 دلار رقابت می کند و نویدبخش عصر جدیدی در دسترسی است.
توسعه MIT کاربردهای طیف‌سنجی جرمی را فراتر از محدودیت‌های سنتی گسترش می‌دهد و می‌تواند در مناطقی مانند مناطق دورافتاده جنگل‌های بارانی برای تجزیه و تحلیل سریع آلاینده‌های بالقوه در محل مستقر شود. علاوه بر این، طبیعت سبک وزن آن، آن را به یک کاندیدای ایده آل برای ماموریت های فضایی، نظارت بر مواد شیمیایی در جو زمین یا سیارات دور تبدیل می کند.
محققان از رزین شیشه-سرامیکی استفاده کرده اند که در برابر دماهای بالا مقاومت می کند و از فوتوپلیمریزاسیون vat برای پرینت سه بعدی دقیق قطعه استفاده می کنند. طراحی میله هایپربولیک حاصل که دستیابی به آن به طور معمول چالش برانگیز است، راندمان فیلتر انبوه را افزایش می دهد.
برای به حداکثر رساندن عملکرد، تیم از آبکاری الکترولس برای پوشاندن میله‌ها با یک لایه فلزی نازک استفاده کرد و از هدایت الکتریکی اطمینان حاصل کرد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که چهارقطبی‌های پرینت سه‌بعدی از نظر وضوح و دقت بهتر از همتایان فولادی ضد زنگ خود عمل می‌کنند.
ما اولین کسانی نیستیم که سعی در انجام این کار داریم. ولی ما اولین کسانی هستیم که موفق به انجام این کار شدیم.
فیلترهای چهار قطبی کوچک دیگری نیز وجود دارد، اما آنها با فیلترهای جرمی درجه یک حرفه ای قابل مقایسه نیستند. امکانات زیادی برای این سخت افزار وجود دارد اگر اندازه و هزینه آن کوچکتر باشد بدون اینکه بر عملکرد تأثیر منفی بگذارد.
از آنجایی که محققان قصد دارند عملکرد چهار قطبی را با افزایش طول و کاوش در مواد سرامیکی جایگزین افزایش دهند، آینده نویدبخش راه حل های طیف سنجی جرمی پرینت سه بعدی دقیق تر و همه کاره تر است. این پیشرفت نه تنها چشم انداز تجزیه و تحلیل شیمیایی را تغییر می دهد، بلکه راه هایی را برای طیف سنجی مقرون به صرفه و قابل حمل در محیط های متنوع باز می کند.
مقاله پژوهشی با عنوان «فیلترهای جمع و جور چهارقطبی کم‌هزینه با رزولوشن جرمی Unity از طریق فتوپلیمریزاسیون رزین سرامیکی Vat” را می توانید در Advanced Science در این لینک پیدا کنید.
بیایید و نظرات خود را در فیس بوک به ما بگویید، ایکسو صفحات لینکدین، و فراموش نکنید که در خبرنامه هفتگی تولید مواد افزودنی ما ثبت نام کنید تا آخرین داستان ها را مستقیماً در صندوق ورودی خود دریافت کنید.
منبع: https://3dprinting.com/news/mit-researchers-advance-portable-mass-spectrometry-with-3d-printing/
