يمكن أن يساعد مستشعر الحركة تحت الماء القابل للتنفس في مراقبة سلامة السباحين

يمكن أن يساعد مستشعر الحركة تحت الماء القابل للتنفس في مراقبة سلامة السباحين

لا يمكن غمر العديد من أجهزة تتبع اللياقة البدنية المرنة في الماء لأن الطلاء المطلوب لإغلاق هذه الأجهزة بشكل كامل سيجعلها غير مريحة عند ارتدائها. الآن، قام الباحثون في ACS Nano بتطبيق طبقة رقيقة زلقة على النسيج الموصل، مما أدى إلى إنشاء مستشعر حركة تحت الماء قابل للتنفس. وقاموا بدمج المستشعر في جهاز ذكي ينبه تطبيق الهاتف الذكي لاسلكيًا عندما يتوقف السباح عن الحركة، في إشارة إلى أنه قد يغرق.

يمكن أن يكون لأجهزة استشعار الحركة تحت الماء العديد من التطبيقات، مثل مراقبة معدل ضربات القلب وتتبع نشاط السباح وسلامته. ومع ذلك، فإن الطرق الحالية لحماية هذه الإلكترونيات تجعل الأجهزة سميكة وغير منفذة للهواء، مما قد يسبب تهيج الجلد. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث السابقة أن الطبقات الرقيقة والموحدة من ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS) توفر مقاومة كافية للماء لحماية أجهزة استشعار الحركة المرنة تحت الماء. ومع ذلك، فمن غير الواضح ما إذا كان الطلاء سيكون مريحًا أم لا. ولهذا السبب أراد جيانيينغ هوانغ، وتشيولمين بارك، ويويكون لاي وزملاؤه اختبار PDMS كطبقة طاردة للماء لمستشعر قائم على القماش والذي سيكون جزءًا من نظام لاسلكي للكشف عن الحركة تحت الماء.

للقيام بذلك، قام الباحثون بغمس قطعة من نسيج البوليستر في محلول أكسيد الجرافين ثم في حمض الهيدروديك. وكان الغمر النهائي في محلول يحتوي على جسيمات PDMS الدقيقة والجسيمات النانوية. وأظهرت الاختبارات الأولية أن القماش المطلي كان موصلًا وطاردًا للماء، لكنه لا يزال نفاذيًا للهواء، مما يشير إلى أنه كان مريحًا عند ارتدائه. عندما تم ربط عينة من القماش المطلي بإصبع شخص ما ثم ثنيها تحت الماء، أنتجت استجابة كهربائية قابلة للقياس.

قام الفريق بدمج المستشعر القائم على القماش مع مصدر الطاقة ومجمع البيانات لإنشاء نظام حركة ذكي تحت الماء يمكنه نقل الاستجابة الكهربائية لاسلكيًا إلى تطبيق الهاتف الذكي. وعندما تم توصيل الجهاز الذكي بدمية سباحة مزودة بمحرك، قام التطبيق بتتبع أرجل الدمية وهي تركل. ولمحاكاة سباح في محنة، تم إيقاف حركة ركل الدمية وأرسل التطبيق تنبيهًا باللون الأحمر. ويقول الباحثون إنه نظرًا لأن مستشعر الحركة الذكي يطرد الماء، فقد يساعد في مراقبة سلامة السباحين ويمكن استخدامه في أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار تحت الماء.

مصدر:

الجمعية الكيميائية الأمريكية

مرجع:

تشو، T.، وآخرون. (2022) نظام ذكي قائم على نسيج محبوك قابل للتنفس مع مقاومة فائقة للماء للتنبيه بالغرق. ايه سي اس نانو. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.