En undervattensrörelsesensor som andas kan hjälpa till att övervaka simmars säkerhet

En undervattensrörelsesensor som andas kan hjälpa till att övervaka simmars säkerhet

Många flexibla fitnesstrackers kan inte nedsänkas i vatten eftersom de beläggningar som krävs för att helt täta dessa enheter skulle göra dem obekväma att bära. Nu har forskare som rapporterar i ACS Nano applicerat en tunn, hal beläggning på ledande tyg, vilket skapar en undervattensrörelsesensor som andas. De integrerade sensorn i en smart enhet som trådlöst varnar en smartphone-app när en simmare slutar röra sig, en indikation på att de kan drunkna.

Undervattensrörelsesensorer kan ha många applikationer, som att övervaka hjärtfrekvens och spåra simmars aktivitet och säkerhet. Men nuvarande metoder för att skydda denna elektronik gör enheterna tjocka och ogenomträngliga för luft, vilket kan orsaka hudirritation. Tidigare forskning har dock visat att tunna, enhetliga lager av polydimetylsiloxan (PDMS) ger tillräcklig vattenavstötning för att skydda flexibla rörelsesensorer under vattnet. Det är dock oklart om beläggningen skulle vara bekväm. Det var därför Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai och kollegor ville testa PDMS som en vattenavvisande beläggning för en tygbaserad sensor som skulle ingå i ett trådlöst system för rörelsedetektering under vatten.

För att göra detta doppade forskarna en bit polyesterstickad tyg i en grafenoxidlösning och sedan i jodvätesyra. Den sista nedsänkningen var i en lösning innehållande PDMS-mikropartiklar och nanopartiklar. Inledande tester visade att det belagda tyget var ledande och vattenavvisande, men fortfarande genomsläppligt för luft, vilket tyder på att det var bekvämt att bära. När ett prov av det belagda tyget fästes på en persons finger och sedan böjdes under vattnet gav det en mätbar elektrisk respons.

Teamet kombinerade den tygbaserade sensorn med en strömkälla och datainsamlare för att skapa ett intelligent undervattensrörelsesystem som trådlöst kunde överföra det elektriska svaret till en smartphone-app. När den smarta enheten kopplades till en motoriserad simdocka spårade appen dockans sparkande ben. För att simulera en simmare i nöd stängdes dockans sparkrörelse av och appen skickade en röd varning. Forskarna säger att eftersom den smarta rörelsesensorn stöter bort vatten kan den hjälpa till att övervaka simmares säkerhet och kan användas i andra typer av undervattenssensorer.

Källa:

American Chemical Society

Hänvisning:

Zhu, T., et al. (2022) Ett stickat tygbaserat intelligent system som andas med förbättrad superhydrofobicitet för att varna om drunkning. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

.