如何将一个金质光盘的薄薄的金属层与硬质塑料分离并制成传感器

据美国《科学日报》网站7月26日报道，纽约州立大学宾厄姆顿分校的新研究为光盘提供了第二次生命：将它们转变成廉价且易于制造的柔性生物传感器。

在本月发表于《自然·通讯》杂志的一篇论文中，来自生物医学工程系的马修·布朗博士和副教授阿希恩·科赫展示了如何将一个金质光盘的薄薄的金属层与硬质塑料分离并制成传感器，以监测人类心脏和肌肉中的电活动以及乳酸、葡萄糖、酸碱值和氧气水平。这些传感器可以通过蓝牙与智能手机通信。

制造过程在20分钟到30分钟内就完成了，没有释放有毒化学物质，也不需要昂贵的设备。每个传感器的成本约为1.5美元。该研究论文称：“这种可持续的升级利用电子垃圾的方式提供了一条基于研究的有益废物流，而不需要尖端的精密加工设施、昂贵的材料或高水平的工程技能。”

参与这项研究的还有多位研究人员。《自然·通讯》杂志已经将这篇论文列入“编辑亮点”。“编辑亮点”展示了最近在一个研究领域发表的50篇最佳论文。

科赫说，她在伊利诺伊大学从事博士后研究时就开始考虑将光盘转变成传感器。

她说：“我有一个想法：也许我们可以从光盘中获取关键材料，然后将其升级改造成传感系统。在布朗从事博士学位论文研究的初期，我同他谈了我的想法，他就想继续这个研究。”

布朗考察了此前有关用光盘制作生物传感器的研究，但他发现，这些传感器保留了坚硬的结构，其用途比他和科赫所希望的更有限。他们研究的第一步是利用化学过程和胶带剥离塑料上的金属涂层。

科赫说：“你会用黏性胶带把衣服上的头发粘起来，其中的原理基本上是一样的。我们将光盘上的金属层弄松动，然后用胶带把它摘取下来，因此我们只是把它剥离。然后，将这个薄层进行加工，使其变得柔软易弯曲。”

为了制造这些传感器，宾厄姆顿的研究人员使用了Cricut品牌的切刀，这是供工匠使用的一种现成的器械。这种切刀通常可以在纸、乙烯基塑料唱片、卡片纸和热烫转印贴纸等材料上裁出图案。然后，这种柔性电路会被取下来并粘贴到人身上。在智能手机应用软件的帮助下，医务人员或患者可以获取读数，并随时间的推移追踪病情的发展。

科赫是布朗攻读博士学位的导师。看到自己在大约10年前设想的东西现在成为现实，她感到非常兴奋。

布朗将前往圣迭戈，为生产连续血糖监测仪的德克斯科姆公司工作。对于如何改进将光盘转变为传感器的技术，他有自己的想法。他说：“我们使用了金质光盘，我们希望探索银质光盘的用途，我认为这种光盘更常见。我们怎样才能用同样的流程来升级再造这种类型的光盘呢？我们还想看看，是否能够利用激光雕刻、而不是有形的切刀来进一步提高升级再造的速度。”

同布朗一样，科赫也希望在校园的帮助下扩大将光盘转变为传感器的研究。

她说：“或许我们可以在校园里设立一个盒子，用来收集光盘。我们还可以提供更通用的分步骤指导，告诉无任何工程技能者如何在一天内制作传感器。每个人都可以为用户制造这种类型的传感器。我们希望这些产品变得更容易获得、更便宜、更易于配送给大众。”

审核编辑 ：李倩