Ένας αναπνεύσιμος αισθητήρας υποβρύχιας κίνησης θα μπορούσε να βοηθήσει στην παρακολούθηση της ασφάλειας των κολυμβητών

Ένας αναπνεύσιμος αισθητήρας υποβρύχιας κίνησης θα μπορούσε να βοηθήσει στην παρακολούθηση της ασφάλειας των κολυμβητών

Πολλοί εύκαμπτοι ιχνηλάτες γυμναστικής δεν μπορούν να βυθιστούν στο νερό επειδή οι επικαλύψεις που απαιτούνται για την πλήρη σφράγιση αυτών των συσκευών θα τις καθιστούσαν άβολα στη χρήση τους. Τώρα, οι ερευνητές που αναφέρουν στο ACS Nano έχουν εφαρμόσει μια λεπτή, ολισθηρή επίστρωση σε αγώγιμο ύφασμα, δημιουργώντας έναν αναπνεύσιμο αισθητήρα υποβρύχιας κίνησης. Ενσωμάτωσαν τον αισθητήρα σε μια έξυπνη συσκευή που ειδοποιεί ασύρματα μια εφαρμογή smartphone όταν ένας κολυμβητής σταματά να κινείται, ένδειξη ότι θα μπορούσε να πνιγεί.

Οι αισθητήρες υποβρύχιας κίνησης θα μπορούσαν να έχουν πολλές εφαρμογές, όπως παρακολούθηση καρδιακών παλμών και παρακολούθηση δραστηριότητας και ασφάλειας των κολυμβητών. Ωστόσο, οι τρέχουσες μέθοδοι προστασίας αυτών των ηλεκτρονικών συσκευών καθιστούν τις συσκευές παχιές και αδιαπέραστες στον αέρα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό του δέρματος. Ωστόσο, προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι τα λεπτά, ομοιόμορφα στρώματα πολυδιμεθυλσιλοξανίου (PDMS) παρέχουν επαρκή υδατοαπωθητικότητα για την προστασία των εύκαμπτων αισθητήρων κίνησης κάτω από το νερό. Ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν η επίστρωση θα ήταν άνετη. Γι' αυτό οι Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai και οι συνεργάτες του θέλησαν να δοκιμάσουν το PDMS ως υδατοαπωθητική επίστρωση για έναν αισθητήρα με βάση το ύφασμα που θα ήταν μέρος ενός ασύρματου υποβρύχιου συστήματος ανίχνευσης κίνησης.

Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές βούτηξαν ένα κομμάτι πλεκτού υφάσματος από πολυεστέρα σε διάλυμα οξειδίου του γραφενίου και στη συνέχεια σε υδροϊωδικό οξύ. Η τελική εμβάπτιση έγινε σε διάλυμα που περιείχε μικροσωματίδια PDMS και νανοσωματίδια. Οι αρχικές δοκιμές έδειξαν ότι το επικαλυμμένο ύφασμα ήταν αγώγιμο και υδατοαπωθητικό, αλλά παρόλα αυτά διαπερατό στον αέρα, γεγονός που υποδηλώνει ότι φοριέται άνετα. Όταν ένα δείγμα του επικαλυμμένου υφάσματος προσαρτήθηκε στο δάχτυλο ενός ατόμου και στη συνέχεια λύγισε κάτω από το νερό, παρήγαγε μια μετρήσιμη ηλεκτρική απόκριση.

Η ομάδα συνδύασε τον αισθητήρα που βασίζεται σε ύφασμα με τροφοδοτικό και συλλέκτη δεδομένων για να δημιουργήσει ένα έξυπνο σύστημα υποβρύχιας κίνησης που θα μπορούσε να μεταδώσει ασύρματα την ηλεκτρική απόκριση σε μια εφαρμογή smartphone. Όταν η έξυπνη συσκευή προσαρτήθηκε σε μια μηχανοκίνητη κούκλα κολύμβησης, η εφαρμογή παρακολουθούσε τα πόδια της κούκλας που κλωτσάει. Για την προσομοίωση ενός κολυμβητή σε κίνδυνο, η κίνηση της κούκλας με το λάκτισμα απενεργοποιήθηκε και η εφαρμογή έστειλε μια κόκκινη ειδοποίηση. Οι ερευνητές λένε ότι επειδή ο έξυπνος αισθητήρας κίνησης απωθεί το νερό, θα μπορούσε να βοηθήσει στην παρακολούθηση της ασφάλειας των κολυμβητών και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε άλλους τύπους υποβρύχιων αισθητήρων.

Πηγή:

Αμερικανική Χημική Εταιρεία

Αναφορά:

Zhu, Τ., et αϊ. (2022) Ένα έξυπνο σύστημα με βάση το πλεκτό ύφασμα που αναπνέει με βελτιωμένη υπερυδροφοβία για προειδοποίηση πνιγμού. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.