Elpojošs zemūdens kustības sensors varētu palīdzēt uzraudzīt peldētāju drošību

Elpojošs zemūdens kustības sensors varētu palīdzēt uzraudzīt peldētāju drošību

Daudzus elastīgus fitnesa izsekotājus nevar iegremdēt ūdenī, jo pārklājumi, kas nepieciešami šo ierīču pilnīgai noblīvēšanai, padarītu tās neērtas. Tagad pētnieki, kas ziņo ACS Nano, ir uzklājuši plānu, slidenu pārklājumu vadošam audumam, izveidojot elpojošu zemūdens kustības sensoru. Viņi integrēja sensoru viedierīcē, kas bezvadu režīmā brīdina viedtālruņa lietotni, kad peldētājs pārstāj kustēties, norādot, ka viņš varētu noslīkt.

Zemūdens kustības sensoriem var būt daudz lietojumu, piemēram, sirdsdarbības ātruma uzraudzība un peldētāju aktivitātes un drošības izsekošana. Tomēr pašreizējās šīs elektronikas aizsardzības metodes padara ierīces biezas un gaisa necaurlaidīgas, kas var izraisīt ādas kairinājumu. Tomēr iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka plāni, viendabīgi polidimetilsiloksāna (PDMS) slāņi nodrošina pietiekamu ūdens atgrūšanu, lai aizsargātu elastīgos kustības sensorus zem ūdens. Tomēr nav skaidrs, vai pārklājums būtu ērts. Tāpēc Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai un kolēģi vēlējās pārbaudīt PDMS kā ūdeni atgrūdošu pārklājumu auduma sensoram, kas būtu daļa no bezvadu zemūdens kustības noteikšanas sistēmas.

Lai to izdarītu, pētnieki iemērca poliestera trikotāžas auduma gabalu grafēna oksīda šķīdumā un pēc tam jodūdeņražskābē. Pēdējā iegremdēšana notika šķīdumā, kas satur PDMS mikrodaļiņas un nanodaļiņas. Sākotnējās pārbaudes parādīja, ka pārklātais audums bija vadošs un ūdeni atgrūdošs, taču joprojām ir gaisa caurlaidīgs, kas liecina, ka to bija ērti valkāt. Kad pārklātā auduma paraugs tika piestiprināts pie cilvēka pirksta un pēc tam saliekts zem ūdens, tas radīja izmērāmu elektrisko reakciju.

Komanda apvienoja auduma sensoru ar barošanas avotu un datu savācēju, lai izveidotu inteliģentu zemūdens kustības sistēmu, kas varētu bezvadu režīmā pārraidīt elektrisko reakciju uz viedtālruņa lietotni. Kad viedierīce tika pievienota motorizētai peldošai lellei, lietotne izsekoja lelles kājiņas. Lai simulētu nelaimē nonākušu peldētāju, lelles spēriena kustība tika izslēgta un lietotne nosūtīja sarkanu brīdinājumu. Pētnieki saka, ka, tā kā viedais kustības sensors atgrūž ūdeni, tas varētu palīdzēt uzraudzīt peldētāju drošību un to varētu izmantot cita veida zemūdens sensoros.

Avots:

Amerikas ķīmijas biedrība

Atsauce:

Zhu, T. u.c. (2022) Elpojoša trikotāžas auduma viedā sistēma ar uzlabotu superhidrofobitāti, kas brīdina par noslīkšanu. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.