Això és 'Cosir' intel·ligent! Els científics desenvolupen nous fils que canvien de color quan hi ha gasos nocius a l’aire

Totes Les Novetats

Aquests fils de tela que canvien el color es podrien convertir en una nova forma de protecció brillant per als treballadors i empleats que treballen molt a prop de gasos perillosos.

Els enginyers de la Universitat de Tufts han desenvolupat un nou mètode de fabricació per crear fils tenyits que canvien de color quan detecten una varietat de gasos nocius. Els teixits de roba, els fils intel·ligents que detecten gasos poden proporcionar un actiu de seguretat reutilitzable, rentable i assequible en entorns mèdics, laborals, militars i de rescat.


L’estudi, publicat avui a la revista Informes científics , descriu el mètode de fabricació i la seva capacitat d’estendre a una àmplia gamma de colorants i la detecció de mescles complexes de gasos. Els investigadors van demostrar que els fils es poden llegir visualment, o fins i tot amb més precisió mitjançant l’ús d’una càmera de telèfon intel·ligent, per detectar canvis de color a causa d’anàlits de fins a 50 parts per milió.

Tot i que no substitueix la precisió dels dispositius electrònics que s’utilitzen habitualment per detectar gasos volàtils, la incorporació de la detecció de gasos als tèxtils permet una lectura lliure d’equips, sense necessitat de formació especialitzada, segons els investigadors. Aquest enfocament podria fer que la tecnologia sigui accessible per a una plantilla general o per a comunitats amb pocs recursos que es puguin beneficiar de la informació que proporcionen els tèxtils.

VEURE: Hero Pit Bull va sortir de casa seva per buscar la policia i aturar les fuites de gas potencialment desastroses

L’estudi va utilitzar un colorant a base de manganès, MnTPP, vermell metil i blau de bromotimol per demostrar el concepte. MnTPP i blau de bromotimol poden detectar amoníac mentre que el vermell metil pot detectar clorur d’hidrogen, gasos que solen sortir dels subministraments de neteja, dels fertilitzants i de la producció química i de materials.


Un procés en tres passos 'atrapa' el colorant del fil. El fil es submergeix primer en el colorant i després es tracta amb àcid acètic, cosa que fa que la superfície sigui més grossa i infli la fibra, possiblement permetent més interaccions d’unió entre el colorant i la banda de rodament. Finalment, el fil es tracta amb polidimetilsiloxà (PDMS), que crea un segell físic i flexible al voltant del fil i del colorant, que també repel·leix l’aigua i impedeix la lixiviació del color durant el rentat. És important destacar que el PDMS també és permeable als gasos, cosa que permet als analits arribar als colorants òptics.

'Els colorants que hem utilitzat funcionen de diferents maneres, de manera que podem detectar gasos amb diferents químics', va dir Sameer Sonkusale, professor d'enginyeria elèctrica i informàtica a l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de la Universitat de Tufts i autor corresponent de l'estudi. 'Però, com que estem utilitzant un mètode que atrapa eficaçment el colorant al fil, en lloc de dependre tant de la química d'unió, tenim més flexibilitat per utilitzar colorants amb una àmplia gamma de químics funcionals per detectar diferents tipus de gasos', va dir. .


MIREU: Després d’un finançament col·lectiu molt reeixit, ara podeu demanar cascos per a bicicletes que semblen barrets habituals

L’equip de Sonkusale va utilitzar colorants senzills que detecten gasos amb propietats àcides o bàsiques. Els colorants provats van canviar de color de manera dependent i proporcional a la concentració del gas mesurada mitjançant mètodes espectroscòpics. Entre la precisió d’un espectròmetre i l’ull humà hi ha la possibilitat d’utilitzar telèfons intel·ligents per llegir i quantificar els canvis de color o interpretar les signatures de color mitjançant múltiples fils i tints.

'Això ens permetria ampliar la detecció per mesurar molts analits alhora o distingir analits amb signatures colorimètriques úniques', va dir Sonkusale.

Els fils funcionaven fins i tot sota l’aigua, detectant l’existència d’amoníac dissolt.


MÉS: L’enginyer de la NASA estalvia l’avió de passatgers d’un desastre quan detecta un mal funcionament des del seient de la finestra

'Tot i que el segellador PDMS és hidrofòbic i manté l'aigua fora del fil, els gasos dissolts encara poden arribar al colorant per quantificar-se', va dir Rachel Owyeung, autora principal i estudiant de postgrau al Departament d'Enginyeria Química i Biològica de Tufts. 'Com a sensors de gas dissolt, imaginem que els teixits intel·ligents que detecten diòxid de carboni o altres compostos orgànics volàtils durant l'exploració de petroli i gas com una possible aplicació'.

Atès que el rentat repetit o l’ús subaquàtic no dilueix el colorant, es pot confiar en els fils per a una detecció quantificable consistent moltes vegades, van dir els investigadors.

(Font: Universitat Tufts )

Coloreu el vostre feed de notícies amb positivitat compartint les bones notícies amb els vostres amics a les xarxes socials-Foto de Rachel Owyeung / Tufts University