バージニア工科大学、乳牛の乳熱を早期に検出する3Dプリントセンサーを開発

バージニア工科大学、乳牛の乳熱を早期に検出する3Dプリントセンサーを開発
この投稿は Bingdunxiong によって 2025-1-8 16:32 に最後に編集されました

2025年1月8日、アンタークティックベアは、バージニア工科大学の研究チームが最近、乳牛の乳熱の診断方法を変えると期待される革新的な3Dプリントセンサー技術を開発したことを知りました。乳熱は乳牛産業でよく見られる健康問題であり、乳牛の健康と農場の経済的利益に深刻な影響を及ぼします。この病気は乳牛の生理機能に影響を及ぼすだけでなく、牛乳の生産量の減少にもつながり、酪農家に大きな経済的損失をもたらします。


現在、乳熱の典型的な症状を検出するのが難しいことが多いため、酪農家は乳熱の診断に困難を抱えています。しかし、バージニア工科大学の科学者たちは、付加製造技術を利用して、わずか10秒で牛が乳熱にかかっているかどうかを検出できるセンサーの開発に成功しました。この研究の結果は、農業および動物衛生分野に持続可能な解決策をもたらします。

△3Dプリントセンサーは搾乳システムに簡単に統合でき、牛乳サンプル中のカルシウムとリン酸の含有量を迅速かつ正確に分析して、乳熱を早期に検出できます。
3Dプリントセンサーが乳熱の初期症状を素早く検出

センサーの主要機能は、牛乳サンプル中のカルシウムとリン酸の濃度を測定することです。このセンサーはポリマー樹脂 3D 印刷技術を使用して製造されており、研究者は低コストで高い柔軟性をもってこのセンサーを製造できます。製造工程では、微細な表面構造を形成するために層ごとに印刷し、紫外線硬化させ、電子ビーム蒸着法で金コーティングします。微細な波形表面は感度が高く、センサー構造には合計 3 つの電極が含まれており、そのうち 2 つが作用電極として使用されます。

△研究タイトルは「3Dプリントされた多重センシング構造を用いたアトモル感度ミルク温度センサー」(ポータル)
これらのセンサーは、カルシウムおよびリン酸イオン選択膜でコーティングされています。センサーがアトモル範囲のイオン濃度(カルシウムイオンの場合は 138 aM)を検出できることが特に重要です。これにより、より深刻な症状が現れる前でも、乳熱の軽度の症状を検出することができます。

△押し出し技術をベースとした3Dプリンターでセンサーを製造
3D プリント センサーの導入には多くの大きな利点がありますが、その中でもコスト効率が特に顕著です。従来の診断ツールは高価で操作が複雑なものが多い。対照的に、新開発のセンサーは製造コストが安いだけでなく、わずか 2 時間で製造できる。この技術の使用には専門知識は必要ないため、運用のハードルが大幅に下がり、より多くの農家がこの技術を利用できるようになります。

さらに、このセンサーは持続可能な畜産の発展を促進する上で重要な役割を果たします。迅速かつ正確な現場診断を通じて乳牛の健康状態を効果的に監視し、経済的損失を最小限に抑えます。同時に、このセンサーは拡張性が高く、将来的には牛乳サンプル中の他のバイオマーカーを測定することで他の動物の病気も検出できるようになると期待されており、畜産業の健康管理能力がさらに向上します。




センサー、ミルク熱、診断ツール

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