To je pametno 'šivati'! Znanstvenici razvijaju nove niti koje mijenjaju boju kada su štetni plinovi u zraku


Sve Vijesti

Te tkanine koje mijenjaju boju mogu postati sjajni novi oblik zaštite radnika i zaposlenika koji rade u neposrednoj blizini opasnih plinova.

Inženjeri sa Sveučilišta Tufts razvili su novu metodu izrade kako bi stvorili obojene niti koje mijenjaju boju kad otkriju razne štetne plinove. Utkane u odjeću, pametne niti koje otkrivaju plin mogu osigurati sigurnosnu imovinu za višekratnu upotrebu, pranje i pristupačnu cijenu u medicinskom, radnom, vojnom i spasilačkom okruženju, kažu oni.


Studija, objavljena danas u časopisu Znanstvena izvješća , opisuje način izrade i njegovu sposobnost širenja na širok raspon boja i otkrivanje složenih plinskih smjesa. Istraživači su pokazali da se niti mogu vizualno čitati, ili još preciznije pomoću kamere na pametnom telefonu, kako bi se otkrile promjene boje zbog analita od samo 50 dijelova na milijun.



Iako ne zamjenjuju preciznost elektroničkih uređaja koji se obično koriste za otkrivanje hlapljivih plinova, ugradnja detekcije plina u tekstil omogućuje očitavanje bez opreme, bez potrebe za specijaliziranom obukom, kažu istraživači. Takav pristup mogao bi tehnologiju učiniti dostupnom općoj radnoj snazi ​​ili zajednicama s niskim resursima koje mogu imati koristi od informacija koje pruža tekstil.

GLEDATI: Heroj Pit Bull prisilio se na izlazak iz svog doma po policiju i zaustavio potencijalno katastrofalno curenje plina

Studija je koristila boju na bazi mangana, MnTPP, metil crvenu i bromotimol plavu za dokazivanje koncepta. MnTPP i bromotimol plavo mogu detektirati amonijak, dok metil crveno mogu detektirati klorovodik - plinove koji se obično oslobađaju iz sredstava za čišćenje, gnojiva te iz kemijske i materijalne proizvodnje.

Proces u tri koraka 'hvata' boju u niti. Konac se prvo umoči u boju, a zatim obradi octenom kiselinom, što površinu čini grubljom i nabubri vlakno, što omogućuje više interakcija vezanja između boje i gaznoga sloja. Konačno, nit se obrađuje polidimetilsiloksanom (PDMS), koji stvara fleksibilnu, fizičku brtvu oko niti i boje, koja također odbija vodu i sprječava ispiranje boje tijekom pranja. Važno je da je PDMS također propusan za plin, što omogućava analitima da dođu do optičkih boja.

'Boje koje smo koristili djeluju na različite načine, tako da plinove možemo otkriti različitim kemijskim sustavima', rekao je Sameer Sonkusale, profesor elektrotehnike i računalnog inženjerstva na Tehničkom fakultetu Sveučilišta Tufts i dopisni autor studije. 'Ali budući da koristimo metodu koja učinkovito zarobljava boju u nit, umjesto da se toliko oslanjamo na vezujuću kemiju, imamo veću fleksibilnost u korištenju boja s širokim rasponom funkcionalnih kemikalija za otkrivanje različitih vrsta plinova', rekao je .


IZGLED: Nakon divlje uspješnog Crowdfundinga, sada možete naručiti biciklističke kacige koje izgledaju poput uobičajenih šešira

Sonkusaleov tim koristio je jednostavne boje koje otkrivaju plinove s kiselinskim ili baznim svojstvima. Ispitivana bojila promijenila su boju na način koji je ovisan i proporcionalan koncentraciji plina izmjerenoj spektroskopskim metodama. Između preciznosti spektrometra i ljudskog oka nalazi se mogućnost korištenja pametnih telefona za očitavanje i kvantificiranje promjena boje ili tumačenje potpisa u boji pomoću više niti i boja.

'To bi nam omogućilo da pojačamo otkrivanje kako bismo odjednom izmjerili mnogo analita ili razlikovali analite s jedinstvenim kolorimetrijskim potpisima', rekao je Sonkusale.

Konci su čak radili pod vodom, otkrivajući postojanje otopljenog amonijaka.


VIŠE: NASA-in inženjer spašava putnički mlaz od katastrofe kada uoči kvar na sjedalu prozora

'Iako je PDMS brtvilo hidrofobno i zadržava vodu iz niti, otopljeni plinovi i dalje mogu doći do boje kako bi se mogla kvantificirati', rekla je Rachel Owyeung, vodeća autorica i studentica postdiplomskog studija na Odjelu za kemijsko i biološko inženjerstvo Tufts. 'Kao senzori otopljenog plina zamišljamo pametne tkanine koje otkrivaju ugljični dioksid ili druge hlapljive organske spojeve tijekom istraživanja nafte i plina kao jednu od mogućih primjena.'

Budući da ponavljano pranje ili korištenje pod vodom ne razrjeđuje boju, niti se mogu više puta pouzdati u dosljedno kvantificirano otkrivanje, rekli su istraživači.

(Izvor: Sveučilište Tufts )


Obojite feed vijesti pozitivnim dijeljenjem dobrih vijesti s prijateljima na društvenim mrežama-Foto Rachel Owyeung / Sveučilište Tufts