저렴한 하드웨어는 현재의 고급 모델을 능가하며 향후 비용 효율적인 재택 건강 모니터링 장치로 이어질 가능성이 있습니다.
크레딧: 이미지: 연구원 제공
질량 분석법은 샘플의 화학 성분을 식별하는 강력한 기술로, 갑상선 기능 저하증과 같은 만성 질환을 모니터링하는 데 유용합니다. 그러나 종종 수십만 달러에 달하는 높은 비용으로 인해 실험실에서만 사용이 제한되어 만성 질환 관리가 복잡해집니다.
MIT 연구원들은 기존 버전보다 성능이 뛰어난 질량 분석기의 중요한 구성 요소인 저가형 이온화 장치를 3D 프린팅하여 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 소형 장치는 대량 생산이 가능하고 로봇 조립을 통해 분광계에 통합될 수 있어 기존 이온화 장치보다 비용 효율적입니다. 3D 프린팅 프로세스를 통해 장치의 모양을 정밀하게 제어하고 특수 재료를 사용하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.
저비용 하드웨어
연구원들은 3D 프린팅과 전략적 최적화를 활용하여 최첨단 이온화 장치의 성능을 능가하는 질량 분석법용 저가형 전기 분무 방출기를 만들었습니다. 그들은 작은 노즐을 통해 폴리머 기반 접착제를 분말 재료 층에 분사하여 층별로 물체를 만드는 공정인 바인더 제트를 사용하여 금속으로 이미터를 제작했습니다. 그런 다음 물체를 가열하여 접착제를 증발시키고 분말을 굳힙니다. 그 후 이미터는 선명도를 높이기 위해 전해연마 처리되고 산화아연 나노와이어로 코팅되어 효과적인 액체 여과 및 운송에 필요한 다공성을 제공합니다.
틀을 깨고 생각하라
연구팀은 막힘을 유발할 수 있는 전기분무 이미터의 액체 증발 문제를 장점으로 전환하여 해결했습니다. 그들은 증발을 사용하여 액체 흐름을 제어하는 특정 각도를 가진 외부 공급 고체 원뿔로 방출기를 설계하여 전하 운반 분자 비율이 더 높은 스프레이를 생성했습니다. 또한 아크를 방지하기 위해 상대 전극을 재설계하여 인가 전압을 안전하게 증가시켜 더 많은 이온화 분자를 생성하고 성능을 향상시켰습니다. 또한 효율적인 액적 이동을 위해 디지털 미세유체공학이 통합된 저가형 인쇄 회로 기판을 개발했습니다.
팀은 이온화 장치와 3D 프린팅된 질량 필터를 결합한 프로토타입을 만들 계획이며 소형 질량 분석기에 필수적인 3D 프린팅된 진공 펌프를 개선하기 위해 노력하고 있습니다.