研究人员都灵理工大学和耶路撒冷希伯来大学利用3D打印技术，纳米机电系统(NEMS)的性能达到了一个新的水平。
传统的基于半导体的NEM的生产通常涉及高度复杂、多步骤和昂贵的制造工艺。虽然丝网印刷、热压印、微注射成型甚至3D打印等替代方法已被试用，但它们通常仅限于微型范围（MEMS），且提供的质量因数相对较低。
在这里，联合研究小组利用双光子聚合，一种非常精确的SLA形式，3D打印刚性NEMS谐振器，其性能可与硅基谐振器相媲美。通过提供一种可行的、低成本的替代半导体谐振器，这项工作有望为高灵敏度质量和力传感器等应用铺平新道路。
不断缩小的世界
自数字时代开始以来，我们投入了大量的资源来实现电气和电子设备的小型化，以使其更轻、更便携、更易于存储。这适用于智能手机等消费电子产品，但也适用于传感设备等更面向行业的系统。就后者而言，小型化实际上也是性能的直接组成部分。
具体来说，从高性能质量和力检测来看，这类传感器的灵敏度下限由两个因素决定：一个微小的谐振器质量和一个高质量因子“Q”。
小质量允许小扰动诱发大共振频率，而高质量因子Q意味着能量在共振模式中保留更长时间，抑制较小频率波动的影响，否则会隐藏较大扰动的真实值。总之，这两个因素使传感器更加精确。
NEMS的双光子聚合
不幸的是，在纳米级传感器件中实现低质量和高Q历来需要昂贵和高度复杂的制造方法，这通常也导致低制造产量。为了挑战这一点，研究小组使用了纳米筛光子专业GT 3D打印机以及一种由金属盐制成的特别开发的液体油墨。
在用墨水打印NEMS谐振器结构后，研究小组在管式炉中加热样品数小时，以去除有机物含量并增加金属前体的密度。这导致了一组具有高杨氏模量和低阻尼特性的刚性陶瓷结构。
该团队报告称，他们的3D打印NEMS谐振器的质量因子高达15000，质量灵敏度为450zg，这与传统硅基NEMS谐振器的性能完全一致。
这项研究的更多细节可以在题为利用3D打印纳米机械谐振器实现硅基NEMS性能’.
传感元件的3D打印是增材制造领域日益增长的应用。雷电竞充值上个月，工程师在华盛顿州立大学（WSU）和DL ADV Tech开发的3D打印传感器能够检测除草剂草甘膦的暴露它被认为是致癌物。集成到测试套件中，3D打印传感器成本低，不需要特殊存储，使其成为测量有害化学物质暴露的理想工具。
在其他地方，研究人员在圣克拉拉大学最近使用3D打印来构建升级版的农业灌溉系统中的水化传感装置. 通过重新设计和3D打印这些传感器的部件，工程师们能够提高他们的热探测能力，同时缩小他们的整体尺寸。
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特色图片显示光子专业GT2 3D打印机。照片通过纳米筛。
