‧ 加州大學用 3D 列印機列印無線標籤 用於牛奶鮮度檢測

來源：技術在線

美國加州大學柏克萊分校(UCB)與臺灣新竹交大宣佈，利用3D列印機制作了可以掌握牛奶鮮度的牛奶盒蓋「smartcap」。論文發表在《Microsystems&Nanoengineering》上。

　　 　　

　　

在盒裝牛奶的盒蓋中形成的電路概要。在盒內有牛奶的狀態下稍微晃一下牛奶盒，牛奶就會流入盒蓋的電容器之間，成為電容器的「介電體」。

　　

利用此次的技術在樹脂中試製的無源組件群。左起依次為電阻器、電感器、電容器、三維LC電路。中間的是1美分硬幣。前面的試製品中的「BSACCal」是BerkeleySensorandActuatorCenter，UniversityofCalifornia(加州大學伯克利分校感測器和執行器中心)的縮寫。

　　 

　　

該盒蓋作為一種無線標籤發揮作用。具體來說，在盒蓋上形成了由電容器和電感器構成的共振電路，電容器的電極之間積存的牛奶，作為電容器的介電體工作。從外部的無線標籤讀取器接收到電波後，共振頻率會隨著當時的牛奶狀態變化，由此掌握牛奶的鮮度。

將盒裝牛奶放在22攝氏度的室內，36小時內細菌會增加，因此共振頻率會降低4.3%。但如果保存在內部溫度為4攝氏度的冰箱裡，36小時之後，共振頻率也只降低0.12%。不單單是牛奶，只要是液狀食品都可以利用該方法檢查。

以前，3D印表機大多採用材料不通電的樹脂，利用3D印表機製造電氣佈線的案例比較少。此次，UCB等首先採用樹脂和蠟，用3D印表機「印刷」了包含電路圖案的盒蓋。然後去除蠟，在其中注入銀(Ag)墨，形成了佈線、電極、電容器和電感器等。

　　

目前存在製造成本的課題，不過「量產的話，最終成本能降到完全可用於食品包裝的程度」(UCB機械工程系教授、伯克利感測器和執行器中心聯席主任林立偉)。無線標籤讀取器還可以利用手機等，「用手機就能檢測店鋪貨架上的食品鮮度」。

　　

不過，林立偉認為用3D印表機制作手機等複雜的系統整體比較困難。「估計用3D印表機應對目前的電子電路的微細化非常困難。尤其是用3D列印機制作積體電路，光從成本上看就很困難。不過，需要訂製的元件則有很大的可能性」。

　　

林立偉具體列舉了血壓計及肌電感測器等體內植入用元件等，稱正在推進研究開發。