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近日，加州大學柏克萊分校和臺灣國立交通大學協同合作，開發了一個設置在牛奶盒瓶蓋上的感測裝置，用來監測牛奶是否變質。加州大學柏克萊分校教授暨柏克萊感測器與執行器中心副主任Liwei Lin聲稱，這是第一次向世人證明，任何人都可以透過3D打印機打印出基本電子元件：只需透過幾個簡單的指令到3D打印機（和在任何藥房即可取得的注射器），就可以讓使用者可以打造自己的無線感測器。 “我們已展示透過3D打印制作的一個電阻、電感和電容，并且可以用來架構成一個被動無線感測器的電路。”Lin表示，“訣竅是在打印時采用聚合物（Polymer）限定所需的3D結構，并且用蠟作為犧牲材料，以定義被動元件何處需要保留或剃除，然后將蠟融化，再用注射器注射銀膏填補蠟融掉后形成的空缺。” 其他研究人員已使用導電聚合物印制3D電路，即如同一個電子元件，不過Lin表示，此種方法印出的元件效能，將永遠不如使用真正金屬作為導體的元件。Lin和他的同事也利用相同的技術制作打線（Wire）和孔洞（Via）以連接所有的元件到無線電阻-電感-電容（RLC）電路，當進行測試時，這個電路可實際運作。 用于概念驗證原型的3D打印解析度約為30微米，以及被用于填充電子元件和內部互連的含銀粒子液體漿料。打印產生的被動電路用于嵌入式電感-電容槽時，共振頻率為530MHz，當牛奶變質，會顯示4.3%的共振轉移。 
研究人員使用3D打印機制造食物腐敗檢測器（用于牛奶盒）， 制造的方式為用注射器注入金屬以實現電子元件 透過輕輕搖動或旋轉牛奶盒，牛奶盒瓶蓋上的電容器頂板構成的感測器凹槽，會擷取到牛奶樣品。牛奶離開冰箱36小時后，和在冰箱冷藏的牛奶盒的諧振頻率改變只有微不足道的0.12%相比，前面所談的LC電路的諧振頻率會出現4.3%的變化。 前述的LC電路頻率是用一個手工繞線的射頻（RF）讀取線圈所測量，這個RF線圈為13圈的琺瑯，并用1.15毫米的線纏繞成一個30毫米直徑的核心。這個讀取線圈在3毫米的距離內，連接到網路分析儀和感應耦合器，再到牛奶瓶蓋。
圖片顯示并標示出一系列利用3D打印出的電子元件。包括電阻、電感、電容和一個整合電感-電容共振器，還包括用3D打印的位于加州大學柏克萊分校的Sather Tower模型、CAL字樣及柏克萊感測器與執行器中心的字母縮寫“BSAC”。 接下來，Lin將嘗試打印金屬材料，該元件的其余部分同時使用可處理這兩種聚合物和金屬的3D打印機印出。為了證明此一概念，Lin希望3D打印可以制造可監測血壓、肌肉拉傷、藥物濃度和類似醫療參數的植入性醫療裝置。
柏克萊感測器與執行器中心從3D打印機移出原型，該單位聲稱世界第一個用3D打印且可真正工作的電子元件 其他一起在這計劃中工作的研究人員還包括：實驗室研究員Chen Yang和由臺灣國立交通大學教授徐文祥指導的博士生吳松岳。 |
