Kuntoilmaisimien seurauksena on ollut tarvetta kehittää henkilökohtaisia ympäristötarkkailijoita - uudenlainen kannettava tekniikka, joka kerää tietoja ilmassa olevista myrkkyistä ja viestii käyttäjille. Ryhmä tutkijoita Australian RMIT-yliopistossa on ottanut merkittävän askeleen tähän suuntaan luomalla ohuita, joustavia antureita, jotka voidaan asettaa ihollesi tai vaatteisiisi seuraamaan altistumista vaarallisille kaasuille ja UV-säteille.
Asiaan liittyvä sisältö
- Ilmanlaatua seuraavilla kannettavilla laitteilla tiedemiehet voivat käyttää joukkojen lähteiden pilaantumista koskevia karttoja
"Olemme kiinnostuneita valmistamaan laite, joka pystyy havaitsemaan vaarat, joita aistimme eivät yleensä tunnista", kertoo äskettäin julkaistun tutkimuksen pääkirjailija Philipp Gutruf. "Nämä vaarat eivät usein ole todella vakavia, jos ne havaitaan riittävän aikaisin, mutta niistä tulee todella vaarallisia, kun olet alttiina vaaralle liian kauan."
Temppu oli tehdä joustavasta elektroniikasta, joka voisi taipua rikkomatta. Gutruf ja hänen tiiminsä tutkivat ensin materiaalitieteitä ja työskentelivät sitten ympäristötunnistimien sisällyttämiseksi. He painottivat puolijohteita erittäin ohuille kalvoille, jotka oli valmistettu halvoista, helposti saatavissa olevista elastomeerisistä polydimetyylisiloksaaneista, tyypistä silikonia, jonka kanssa he olivat työskennelleet aiemmissa tutkimuksissa. Sitten he pinoivat nämä kalvot kerroksittain, jotta koko kerros ei hajoaisi, jos yksi kerros rikkoisi.
"Voimme saada hauraat materiaalit venymään ja taipumaan käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan mikrotektoniseksi", Gutruf sanoo. ”Tämä uusi vaikutus perustuu ohutkalvojen päällekkäisyyteen a muoti hyvin samanlainen kuin tektoniset levyt, jotka muodostavat maankuoren. Tämän tekniikan ansiosta voimme viedä elektroniikan keskeiset aineosat joustavalle alustalle. ”
Kun he ovat määrittäneet materiaalin, tutkijat pyrkivät selvittämään, kuinka elokuvia voidaan käyttää vaarallisten kaasujen, kuten vedyn ja typpidioksidin, havaitsemiseen ja haitallisten UV-säteilyjen reagoimiseen. He lisäsivät silikoniin ohuita reaktiivisten oksidien kerroksia, jotta anturit pystyivät rekisteröimään kaasut, mutta olivat silti riittävän joustavia ja joustavia sisällytettäväksi vaatekappaleeseen tai laastariin, joka tarttuu iholle.
Tutkijat päällystivät esimerkiksi UV-anturit sinkkioksidilla, joka on aurinkovoideen aktiivinen aineosa. Sinkkioksidi varasi valolle alttiina anturit. "UV-anturit toimivat absorboimalla UV-säteilyä, kuten auringonsäteitä, mikä tekee laitteesta johtavamman", Gutruf sanoo.
Kaasun anturit toimivat samalla tavalla. Ne on suunniteltu erityisille kaasuille, ja kun ne altistuvat tietylle kaasulle - esimerkiksi typpidioksidille - korkeille tasoille, ne kantavat varauksen. "Johtokyky nousee tai laskee ympäröivässä ilmakehässä olevan kaasutyypin perusteella", hän sanoo.
Jatkossa joustavia laikkuja voitaisiin käyttää estämään auringonpolttoa tai ennustamaan astmakohtauksia, mutta niillä on myös potentiaalia pelastaa ihmisiä paikoissa, kuten kaivoksissa tai hiilivoimalaitoksissa, joissa korkea kaasumäärä voi olla myrkyllinen. EPA kokeilee samanlaista tekniikkaa. Nanosensoreista on tulossa osa viraston miinanpuhdistusprojekteja ja muita puhdistuksia, koska ne voidaan toteuttaa halvalla, nopeasti ja monissa paikoissa.
"Viime vuosina nanoteknologia on noussut eturintamaan, ja nanomateriaalien tarjoamat uudet ominaisuudet ja parannetut reaktiivisuudet saattavat tarjota uuden, edullisen paradigman monimutkaisten ympäristö- ja tekniikkaongelmien ratkaisemiseksi", Madeleine Nawar, EPA: n säteilysuojelualueen projektipäällikkö sanoi raportissa.
Toistaiseksi Gutruf-antureita on testattu vain laboratoriossa. Hän epäilee, että anturit ovat saatavana kaupallisesti neljä vuotta, mutta mahdollisuuksia seurata ympäristön pilaavia aineita niiden kanssa ovat rajattomat.
"Periaatteessa melkein kaikki tunnetut aineet voidaan jotenkin havaita", hän sanoo.
