Een ademende onderwaterbewegingssensor kan de veiligheid van zwemmers helpen bewaken

Een ademende onderwaterbewegingssensor kan de veiligheid van zwemmers helpen bewaken

Veel flexibele fitnesstrackers kunnen niet in water worden ondergedompeld, omdat de coatings die nodig zijn om deze apparaten volledig af te sluiten, ze oncomfortabel zouden maken om te dragen. Nu hebben onderzoekers die in ACS Nano rapporteren een dunne, gladde coating op geleidend materiaal aangebracht, waardoor een ademende onderwaterbewegingssensor is ontstaan. Ze integreerden de sensor in een slim apparaat dat draadloos een smartphone-app waarschuwt wanneer een zwemmer stopt met bewegen, een indicatie dat hij of zij zou kunnen verdrinken.

Onderwaterbewegingssensoren kunnen vele toepassingen hebben, zoals het monitoren van de hartslag en het volgen van de activiteit en veiligheid van zwemmers. De huidige methoden om deze elektronica te beschermen maken de apparaten echter dik en ondoordringbaar voor lucht, wat huidirritatie kan veroorzaken. Uit eerder onderzoek is echter gebleken dat dunne, uniforme lagen polydimethylsiloxaan (PDMS) voldoende waterafstotend zijn om flexibele bewegingssensoren onder water te beschermen. Het is echter onduidelijk of de coating comfortabel zou zijn. Daarom wilden Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai en collega's PDMS testen als een waterafstotende coating voor een op stof gebaseerde sensor die deel zou uitmaken van een draadloos onderwaterbewegingsdetectiesysteem.

Om dit te doen doopten de onderzoekers een stuk gebreide polyesterstof in een grafeenoxide-oplossing en vervolgens in waterstofjodidezuur. De laatste onderdompeling vond plaats in een oplossing die PDMS-microdeeltjes en nanodeeltjes bevatte. Uit eerste tests bleek dat de gecoate stof geleidend en waterafstotend was, maar nog steeds luchtdoorlatend, wat erop wijst dat het comfortabel was om te dragen. Wanneer een monster van de gecoate stof aan de vinger van een persoon werd bevestigd en vervolgens onder water werd gebogen, produceerde dit een meetbare elektrische respons.

Het team combineerde de op stof gebaseerde sensor met een voeding en gegevensverzamelaar om een ​​intelligent onderwaterbewegingssysteem te creëren dat de elektrische respons draadloos naar een smartphone-app kon verzenden. Toen het slimme apparaat aan een gemotoriseerde zwempop werd bevestigd, volgde de app de trappende benen van de pop. Om een ​​zwemmer in nood te simuleren, werd de trapbeweging van de pop uitgeschakeld en stuurde de app een rood alarm. De onderzoekers zeggen dat, omdat de slimme bewegingssensor water afstoot, deze de veiligheid van zwemmers kan helpen monitoren en kan worden gebruikt in andere soorten onderwatersensoren.

Bron:

Amerikaanse Chemische Vereniging

Referentie:

Zhu, T., et al. (2022) Een intelligent systeem op basis van ademende, gebreide stof met verbeterde superhydrofobiciteit voor waarschuwingen bij verdrinking. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.