Phần cứng giá cả phải chăng vượt trội so với các mẫu cao cấp hiện tại và có tiềm năng tạo ra một thiết bị theo dõi sức khỏe tại nhà, tiết kiệm chi phí trong tương lai.
Tín dụng: Hình ảnh: Được phép của các nhà nghiên cứu
Khối phổ là một kỹ thuật mạnh mẽ để xác định các thành phần hóa học trong mẫu, rất hữu ích để theo dõi các bệnh mãn tính như suy giáp. Tuy nhiên, chi phí cao, thường lên tới hàng trăm nghìn đô la, đã hạn chế việc sử dụng nó trong các phòng thí nghiệm, gây khó khăn cho việc quản lý các bệnh mãn tính.
Các nhà nghiên cứu của MIT đã tạo ra bước đột phá bằng cách in 3D một thiết bị ion hóa chi phí thấp, một thành phần quan trọng của máy quang phổ khối, hoạt động tốt hơn các phiên bản hiện có. Thiết bị nhỏ gọn này có thể được sản xuất hàng loạt và tích hợp vào máy quang phổ sử dụng robot lắp ráp, giúp tiết kiệm chi phí hơn so với các máy ion hóa truyền thống. Quá trình in 3D cho phép kiểm soát chính xác hình dạng của thiết bị và sử dụng các vật liệu đặc biệt để nâng cao hiệu suất của thiết bị.
Phần cứng chi phí thấp
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ in 3D và tối ưu hóa chiến lược để tạo ra máy phát phun điện tử chi phí thấp cho phép đo phổ khối, vượt trội hơn hiệu suất của các máy ion hóa hiện đại. Họ chế tạo bộ phát từ kim loại bằng cách phun chất kết dính, một quá trình xây dựng từng lớp vật thể bằng cách phun keo gốc polymer qua các vòi phun nhỏ lên nền vật liệu dạng bột. Sau đó, vật thể được làm nóng để làm bay hơi keo và củng cố bột. Sau đó, các bộ phát được đánh bóng bằng điện để tăng cường độ sắc nét và được phủ bằng dây nano oxit kẽm, mang lại độ xốp cần thiết để lọc và vận chuyển chất lỏng hiệu quả.
Suy nghĩ bên ngoài hộp
Nhóm đã giải quyết vấn đề bay hơi chất lỏng trong bộ phát tia điện, vốn có thể gây tắc nghẽn, bằng cách biến nó thành một lợi thế. Họ đã thiết kế các bộ phát của mình dưới dạng hình nón rắn được cấp nguồn từ bên ngoài với một góc cụ thể sử dụng sự bay hơi để kiểm soát dòng chất lỏng, tạo ra tia phun có tỷ lệ phân tử mang điện tích cao hơn. Họ cũng thiết kế lại điện cực đối để ngăn chặn hồ quang điện, cho phép tăng điện áp đặt vào một cách an toàn, dẫn đến nhiều phân tử bị ion hóa hơn và cải thiện hiệu suất. Ngoài ra, họ còn phát triển một bảng mạch in chi phí thấp tích hợp vi lỏng kỹ thuật số để vận chuyển giọt hiệu quả.
Nhóm dự định tạo ra một nguyên mẫu kết hợp máy ion hóa của họ với bộ lọc khối in 3D và đang nghiên cứu cải tiến máy bơm chân không in 3D, thiết bị cần thiết cho máy quang phổ khối nhỏ gọn.