Μετά από τις ουρές των εργαλείων παρακολούθησης της φυσικής κατάστασης, υπήρξε ώθηση για την ανάπτυξη προσωπικών οθονών περιβάλλοντος - μια νέα φυλή φορητής τεχνολογίας που συλλέγει δεδομένα σχετικά με τις τοξίνες που εκπέμπονται από τον αέρα και τις μεταδίδει στους χρήστες. Μια ομάδα ερευνητών στο πανεπιστήμιο RMIT της Αυστραλίας έχει κάνει ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση αυτή, δημιουργώντας λεπτά και εύκαμπτα αισθητήρια που μπορούν να τοποθετηθούν στο δέρμα σας ή στα ρούχα σας για να παρακολουθήσουν την έκθεση σε επικίνδυνα αέρια και ακτίνες UV.
σχετικό περιεχόμενο
- Με τις φορητές συσκευές που παρακολουθούν την ποιότητα του αέρα, οι επιστήμονες μπορούν να συσσωρεύσουν τους χάρτες ρύπανσης
"Μας ενδιέφερε να κατασκευάσουμε μια συσκευή που θα μπορούσε να ανιχνεύσει κινδύνους που γενικά δεν αναγνωρίζονται από τις αισθήσεις μας", λέει ο Philipp Gutruf, επικεφαλής συγγραφέας πρόσφατα δημοσιευμένης μελέτης. "Αυτοί οι κίνδυνοι συχνά δεν είναι πολύ σοβαροί, αν παρατηρηθούν αρκετά νωρίς, αλλά γίνονται πραγματικά επικίνδυνοι όταν εκτίθενται στον κίνδυνο για πολύ καιρό."
Το τέχνασμα έκανε ευλύγιστες ηλεκτρονικές συσκευές που θα μπορούσαν να λυγίσουν χωρίς να σπάσουν. Ο Gutruf και η ομάδα του έσκαψαν για πρώτη φορά στην επιστήμη των υλικών και στη συνέχεια εργάστηκαν για την ενσωμάτωση των περιβαλλοντικών αισθητήρων. Εκτύπωσαν ημιαγωγούς σε υπερβολικά λεπτές μεμβράνες φτιαγμένες από φτηνό, άμεσα διαθέσιμο ελαστομερές πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο, έναν τύπο σιλικόνης που συνεργάστηκαν σε προηγούμενες μελέτες. Στη συνέχεια, στοιβάζοντας αυτές τις ταινίες σε στρώματα, έτσι ώστε αν ένα στρώμα έσπασε το όλο πράγμα δεν θα σπάσει.
"Μπορούμε να κάνουμε τα εύθραυστα υλικά να τεντωθούν και να λυγίσουν χρησιμοποιώντας μια τεχνολογία που ονομάζεται μικρο-τεκτονική", λέει ο Gutruf. "Αυτό το νέο αποτέλεσμα βασίζεται σε επικαλυπτόμενες λεπτές ταινίες σε ένα μόδα πολύ παρόμοια με τις τεκτονικές πλάκες που σχηματίζουν το φλοιό της Γης. Αυτή η τεχνολογία μας επιτρέπει να φέρουμε τα βασικά συστατικά για τα ηλεκτρονικά σε μια εκτάσιμη πλατφόρμα. "
Μόλις προσδιορίσουν το υλικό, οι ερευνητές εξέτασαν πώς να χρησιμοποιούν τα φιλμ για την ανίχνευση επικίνδυνων αερίων, όπως το υδρογόνο και το διοξείδιο του αζώτου, και να αντιδρούν στις επιβλαβείς ακτίνες UV. Εισήγαγαν στη σιλικόνη λεπτά στρώματα αντιδραστικών οξειδίων, έτσι ώστε οι αισθητήρες να μπορούν να καταγράψουν τα αέρια, αλλά να είναι ακόμα εύκαμπτοι και αρκετά ελαστικοί ώστε να ενσωματώνονται σε ένα κομμάτι ρουχισμού ή ένα έμπλαστρο που κολλάει στο δέρμα.
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες επικαλύπτουν τους αισθητήρες UV με οξείδιο του ψευδαργύρου, το ενεργό συστατικό στο αντηλιακό. Όταν εκτίθεται στο φως, το οξείδιο του ψευδαργύρου φορτίζει τους αισθητήρες. "Οι αισθητήρες UV λειτουργούν απορροφώντας την ακτινοβολία UV, όπως ακτίνες από τον ήλιο, γεγονός που καθιστά τη συσκευή πιο αγώγιμη", λέει ο Gutruf.
Οι αισθητήρες αερίου λειτουργούν ομοίως. Προσανατολίζονται για συγκεκριμένα αέρια, και όταν εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα συγκεκριμένου διοξειδίου του αζώτου, για παράδειγμα - φέρνουν χρέωση. "Η αγωγιμότητα αυξάνεται ή μειώνεται με βάση τον τύπο αερίου που υπάρχει στην ατμόσφαιρα που περιβάλλει", λέει.
Στο μέλλον, τα ελαστικά έμπλαστρα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την πρόληψη των ηλιακών εγκαυμάτων ή για την πρόβλεψη επιθέσεων άσθματος, αλλά έχουν επίσης τη δυνατότητα να επιβιώνουν σε χώρους όπως οι νάρκες ή οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα, όπου τα υψηλά επίπεδα αερίων μπορεί να είναι τοξικά. Η EPA πειραματίζεται με παρόμοια τεχνολογία. Οι νανοαισθητήρες γίνονται μέρος των έργων αποκατάστασης ορυχείων του οργανισμού και άλλων καθαρισμών, επειδή μπορούν να υλοποιηθούν φτηνά, γρήγορα και σε πολλά μέρη.
"Τα τελευταία χρόνια, η νανοτεχνολογία έχει φτάσει στο προσκήνιο και οι νέες ιδιότητες και οι ενισχυμένες αντιδραστικές λειτουργίες που προσφέρονται από τα νανοϋλικά μπορούν να προσφέρουν ένα νέο, χαμηλού κόστους πρότυπο για την επίλυση σύνθετων περιβαλλοντικών και μηχανικών προβλημάτων", δήλωσε η Madeleine Nawar, είπε σε μια έκθεση.
Μέχρι στιγμής, οι αισθητήρες του Gutruf έχουν δοκιμαστεί μόνο στο εργαστήριο. Υποψιάζεται ότι θα είναι τέσσερα χρόνια πριν οι αισθητήρες είναι διαθέσιμοι στο εμπόριο, αλλά οι δυνατότητες παρακολούθησης των περιβαλλοντικών ρύπων μαζί τους είναι ατελείωτες.
"Κατ 'αρχήν, σχεδόν όλες οι γνωστές ουσίες μπορούν με κάποιο τρόπο να εντοπιστούν", λέει.
