Нити-газоанализаторы для предметов одежды разработали химики

Нити-газоанализаторы для предметов одежды разработали химики

Химики университета Тафтса предлагают методику обработки тканевых нитей, изменяющих цвет под воздействием различных газов. Экспериментально группа продемонстрировала, как расцветка определяется визуально или с помощью камеры смартфона. По словам изобретателей, «умные» нити-газоанализаторы, внедрённые в состав одежды, вполне обеспечивают производство многоразовых, моющихся, недорогих средств безопасности. Такие средства могут использоваться в медицине, на производстве, в армейской среде и для нужд спасателей. Журнал «Scientific Reports» подробно описывает методику изготовления и практические возможности технологии.

Встроенные газоанализаторы простые к применению

Разработчики нового продукта утверждают – обеспечивая точность электронных устройств, традиционно используемых для обнаружения летучих газов, новая технология открывает возможности сканирования без использования без специальной подготовки. Упрощённый подход обещает сделать технологию доступной для любых условий эксплуатации, включая сообщества с ограниченными ресурсами.

Частично раскрывая секреты технологии, создатели отмечают, что использовали:

  • марганцевый краситель (MnTPP),
  • метил красный,
  • бромтимол синий.

Марганцевым красителем и бромтимолом синим обнаруживается аммиак, в то время как благодаря метилу красному, обнаруживается хлористый водород — газы, присутствующие в составе чистящих средств, удобрений, химических веществ и материалов. Группу «улавливающих» красителей внедряют в структуру конечной нити в три этапа.

Нить, прежде всего, обрабатывают красителем с последующей обработкой уксусной кислотой. Процесс обеспечивает связывающее взаимодействие между красителем и протектором. Наконец, нить обрабатывается полидиметилсилоксаном (PDMS), благодаря чему создаётся гибкое физическое уплотнение, задерживающее воду, предотвращающее вымывание красителя в моменты стирки ткани.

Красители, используемые в прототипе, меняли цвет в зависимости от пропорциональности концентрации газа, измеренной с использованием спектроскопических методов. Между уровнями точности спектрометра и человеческого глаза остаётся возможность применения смартфонов. Камеру мобильного телефона допустимо применять для считывания и анализа изменений цвета, интерпретации цветовых сигнатур при использовании массивов нитей и красителей.

Смартфон в качестве инструмента количественной оценки

Использованием смартфонов расширяются масштабы обнаружения с последующими измерениями массы аналитов одновременно. Также существует возможность выделения аналитов наряду с уникальными колориметрическими сигнатурами.

Эффективность работы нитей отмечена даже под водой, когда удавалось обнаруживать наличие растворённого в воде аммиака. Несмотря на принадлежность полидиметилсилоксана к семейству гидрофобных веществ, препятствующих проходу воды, растворённые газы определяются красителем и могут использоваться для количественной оценки.


При помощи информации: Tufts