En pustende undervannsbevegelsessensor kan hjelpe til med å overvåke svømmersikkerhet

En pustende undervannsbevegelsessensor kan hjelpe til med å overvåke svømmersikkerhet

Mange fleksible treningssporere kan ikke senkes ned i vann fordi beleggene som kreves for å forsegle disse enhetene fullstendig, vil gjøre dem ubehagelige å ha på seg. Nå har forskere som rapporterer i ACS Nano påført et tynt, glatt belegg på ledende stoff, og skaper en pustende undervannsbevegelsessensor. De integrerte sensoren i en smartenhet som trådløst varsler en smarttelefonapp når en svømmer slutter å bevege seg, en indikasjon på at de kan drukne.

Undervannsbevegelsessensorer kan ha mange bruksområder, for eksempel overvåking av hjertefrekvens og sporing av svømmeraktivitet og sikkerhet. Nåværende metoder for å beskytte denne elektronikken gjør imidlertid enhetene tykke og ugjennomtrengelige for luft, noe som kan forårsake hudirritasjon. Tidligere forskning har imidlertid vist at tynne, jevne lag av polydimetylsiloksan (PDMS) gir tilstrekkelig vannavstøtende evne til å beskytte fleksible bevegelsessensorer under vann. Det er imidlertid uklart om belegget vil være behagelig. Det er derfor Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai og kolleger ønsket å teste PDMS som et vannavstøtende belegg for en stoffbasert sensor som ville være en del av et trådløst system for bevegelsesdeteksjon under vann.

For å gjøre dette dyppet forskerne et stykke polyesterstrikket stoff i en grafenoksidløsning og deretter i jodsyre. Den siste nedsenkingen var i en løsning som inneholdt PDMS-mikropartikler og nanopartikler. Innledende tester viste at det belagte stoffet var ledende og vannavstøtende, men fortsatt gjennomtrengelig for luft, noe som tyder på at det var behagelig å ha på seg. Når en prøve av det belagte stoffet ble festet til en persons finger og deretter bøyd under vann, ga det en målbar elektrisk respons.

Teamet kombinerte den stoffbaserte sensoren med en strømforsyning og datasamler for å lage et intelligent undervannsbevegelsessystem som trådløst kunne overføre den elektriske responsen til en smarttelefonapp. Da smartenheten ble festet til en motorisert svømmedukke, sporet appen dukkens sparkende ben. For å simulere en svømmer i nød, ble dukkens sparkebevegelse slått av og appen sendte et rødt varsel. Forskerne sier at fordi den smarte bevegelsessensoren avviser vann, kan den bidra til å overvåke sikkerheten til svømmere og kan brukes i andre typer undervannssensorer.

Kilde:

American Chemical Society

Referanse:

Zhu, T., et al. (2022) Et pustende, strikket stoffbasert intelligent system med forbedret superhydrofobitet for drukningsvarsling. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.