由美国国家航空航天局资助的研究人员将使用3D打印技术在一块尺寸仅为2×3英寸的单板上打印传感器甚至是部分无线通信电路。

Mahmooda Sultana和她的团队在美国航空航天局戈达德太空飞行中心的绿地，马里兰州赢得$ 2,000,000的技术开发奖，推进基于纳米材料的检测平台，它能够感应一切从气体和蒸汽，气压和温度的微小浓度，并然后通过无线天线发送该数据。

该倡议预计需要两年时间。如果成功，该技术可以使NASA将人类送入月球和火星的努力受益。这些微型平台可以部署在行星探测器上，以探测少量的水和甲烷，或用作监测或生物传感器，以维持宇航员的健康和安全。

纳米材料，例如碳纳米管，石墨烯，二硫化钼等，在极端条件下是高度灵敏和稳定的。它们重量轻，抗辐射硬化，功率更低，是太空应用的理想选择。当前的传感器制造方法涉及一次构建一个传感器，然后将其集成到其他元件。 3D打印允许技术人员在一个平台上打印一套传感器，大大简化了集成和打包过程。

最初由Ahmed Busnina及其在波士顿东北大学的团队开发的3D打印系统将纳米材料逐层应用到基板上，以创建微小的传感器。 Sultana和她的团队将设计传感器平台，确定哪种材料组合最适合测量微量，十亿分之一的水，氨，甲烷和氢的浓度。使用她的设计，东北大学将使用其纳米级胶印系统来应用纳米材料。打印后，Sultana的团队将通过沉积额外的纳米颗粒层来增强其灵敏度，将传感器与读出电子器件集成在一起，并将整个平台打包，从而实现各个传感器的功能化。

同样具有创新性的是Sultana计划在同一硅片上打印部分电路，用于与地面控制器通信的无线通信系统，进一步简化仪器设计和构造。打印完成后，传感器和无线天线将被封装在印刷电路板上，印刷电路板上装有电子元件，电源和其他通信电路。

“我们概念的美妙之处在于，我们能够在同一基板上打印所有传感器和部分电路，这可能是刚性的或灵活的。我们消除了许多封装和集成挑战，”Sultana说。 “这是一个真正的多功能传感器平台。我所有的传感器都在同一芯片上，一层接一层地打印。”

根据Sultana的说法，该项目解决了NASA对低功率，小型，轻量级和高灵敏度传感器的需求，这些传感器可以区分重要分子，而不是通过测量分子碎片的质量，这是目前使用质谱仪检测分子的数量。 。

“我们对这项技术的可能性感到非常兴奋，”Sultana说。 “通过我们的资助，我们可以将这项技术提升到新的水平，并可能为NASA提供一种新的方式来创建定制的多功能传感器平台，我相信这可以为所有类型的任务概念和用途敞开大门。我们使用相同的方法识别行星体上的气体也可以用来制造生物传感器，监测宇航员的健康状况以及航天器和生活区内的污染物水平。“