SWINBURNE科学家开发3D打印生物传感混合液体RFID标签

斯文本科技大学已经开发出一种新颖的3D印刷聚合物-液体混合的射频识别（RFID）天线。 

该团队使用低成本FDM制造技术创建的新型检测设备具有微流体通道，可使用不同的离子流体改变其极化。科学家专门设计了可在嵌入式系统中使用的标签，从而可能使其成为生物学或化学监测应用的理想选择。 

Swinburne团队的混合RFID标签（如图）具有集成的通道，可根据需要调整其极化。

RFID标签的生物传感能力 

RFID设备使用无线电波通过固体表面识别物理对象，典型的设置包括标签，读取器设备和某些软件。该技术在供应链和物流中得到了广泛的应用，但它们也越来越多地被用于监视人类的健康。 

传统上，RFID标签根据其电源被分为无源，有源或半有源，但是3D打印为传感器生产带来了新的方法。特别是，一系列新型无源设备的开发迅速使可穿戴生物传感器比以前更可行。 

加利福尼亚大学的科学家开发了一种可吸收的RFID胶囊，而意大利的 Scuola Superiore 则生产了一种能够监测体内温度的标签。基于这些想法，Swinburne团队得出了理论，即液体混合天线将提供增强的，更可定制的传感功能。  

3D打印微流体传感器已成为近期研究的热门话题。图片来自明尼苏达大学。

制造微流体RFID设备 

为了创建他们的新型设备，科学家购买了一个标准的无源RFID标签并对其进行了修改，以使其仅使用其芯片和谐振电路。然后，使用Solidworks CAD软件设计了一种新的液体天线以具有微流体通道，并使用Tractus3D T850系统进行了3D打印。 

从理论上讲，用离子液体填充天线的通道将使其灵敏度得以调整，具体取决于其最终用途。为了检验这个假设，研究小组将改进的天线与芯片及其谐振电路相连，并与未改进的RFID标签进行了比较。 

在测试过程中，科学家设备与其阅读器之间的辐射距离每十分钟测量一次，而后者则被移得越来越远。有趣的是，尽管结果不一致，但该团队的标签被证明能够读取比聚合物更远的金属表面。 

人们还发现，用薄荷油淹没设备的通道会形成“缓冲区”，最终使研究人员能够改变其极化状态。总体而言，该新型传感器能够在900mm的最大距离内进行测量，并证明能够在-17dBm的低功率下工作。 

考虑到系统的通道已使团队将相位响应更改了90度，他们认为他们的方法是成功的。未来，科学家们相信，其设备的可定制特性可以允许开发定制标签，从而满足其目标应用程序的特定需求。 

附加生物传感器取得进展 

3D打印使具有集成微流体通道的零件生产成为可能，并且研究人员越来越多地使用该技术来创建具有生物传感功能的“芯片实验室设备”。 

CCDC士兵中心的科学家开发了3D打印传感器，可用于监视前线士兵的身体健康。球形装置的特征在于微流体通道，该通道还能够检测纺织品和大气状况。  

在其他地方，从一队成均馆大学拥有3D打印的可穿戴式医疗生物传感器的个性化监控应用。灵活，轻巧的设备已展示了实时监控患者身体应变信号的能力。 

同样，克拉克森大学的研究人员开发了一种定制的生物墨水，使他们能够创建与 皮肤兼容的3D打印生物传感器。新颖的设备使用户可以防止任何潜在的过度暴露于太阳的紫外线。 

研究人员的发现在其题为“用于生物传感应用的3D可打印UHF RFID混合液体天线的设计”中进行了详细介绍。这项研究是由梅汀·佩格（Metin Pekgor），莫斯塔法·尼克扎德（Mostafa Nikzad），里扎·阿布劳伊（Reza Arablouei）和赛义德·马苏德（Syed Masood）合着的。