Egészen a közelmúltig, mint gondolnád - az 1980-as évek közepén - a bányászok ketrecolt kanári-szigeteket használtak a szén-monoxid korai előrejelző rendszerének. A madarak rendkívül érzékenyek a mérgező gázok hatásaira, tehát amikor a bányászok fölé fordulnak, tudta, hogy ideje friss levegőt kapni. A Kanári-szigeteket végül humánusabb technológia váltotta fel - olyan digitális érzékelők, amelyek hasonlóak a szén-monoxid-detektorokhoz, sokan közülünk sokan otthonunkban vannak.
De képzelje el, ha ehelyett a bányászok - vagy katonák, vagy mentőmunkások - egyszerűen feltehetnek egy inget, amely veszélyes gáz jelenlétében megváltoztatja a színét.
Ez a technológia, amelyet jelenleg fejleszt a Tufts Egyetemen, ahol a kutatók festett szálakat készítettek, amelyek megváltoztatják a színt szén-monoxid és egyéb veszélyek jelenlétében. Reméljük, hogy a szálak végül intelligens ruhává szövhetők, hogy különféle területeken dolgozhassanak. Ez a ruházat esetleg még olcsóbb és könnyebben használható, mint a jelenlegi gázérzékelési módszerek - mondják a kutatók.
„Olyan megoldást akartunk kidolgozni a környezeti megfigyeléshez, amelyben nem kellett volna emlékeznie arra, hogy magával vigye magával az érzékelőt. "A gázérzékelővel mosható menetekkel az érzékelőt beágyazhatjuk valamibe, amelyet már viselne, például inget."
Owyeung a technológiáról szóló cikk vezető szerzője volt, amelyet nemrégiben publikáltak a Scientific Reports folyóiratban.
A kutatók háromféle festéket vizsgáltak: MnTPP, metilvörös és brómtimolkék. Az MnTPP és a brómtimol-kék az ammóniát, míg a metilvörös a hidrogén-kloridot, mindkettőt ártalmas lehet a szemre, a bőrre és a légutakra. Speciális eljárást alkalmaztak a festéknek a szálhoz történő megkötésére ecetsavval történő kezeléssel, amely durvabbá teszi a szálat és lehetővé teszi a keményebb rögzítést. Ezután egy polimert alkalmaztak a szálra, hogy víztaszító tömítést hozzanak létre. Ily módon a kapott ruhadarabot le lehet mosni a festék kiszivárgása nélkül.
A színváltozás, amely akkor fordul elő, amikor a szálak gáznak vannak kitéve, szabad szemmel vagy okostelefon-kamerával láthatja. A kamera még érzékenyebb észlelést tesz lehetővé, és finom színváltozásokat olvas le, amelyek akkor fordulnak elő, ha a veszélyes anyagok mennyisége csak 50 millió ppm.
A színváltó szálakból készült ruházat vagy anyag sokféle alkalmazásra kerülhet. Olyan munkavállalók használhatják, akik tisztítószerekkel, műtrágyákkal vagy vegyiparral foglalkoznak, olyan anyagokkal, amelyek veszélyes gázokat bocsáthatnak ki. Segíthet a katonai személyzetnek a vegyi fegyverek elkerülésében. Még víz alatt is felhasználható - a gázérzékelők vízben stabilak, lehetővé téve az oldott gázok észlelését. Ez hasznos lehet az olaj- és gázkitermelő iparban. Lehetséges, hogy orvosi célokra is felhasználhatja a vér vagy más biológiai folyadék gázszintjének felismerése a betegségek diagnosztizálásának egyik módjaként. A csapat azt reméli, hogy a gázérzékelő ruházat különösen hasznos lehet alacsony erőforrású környezetben, ahol a munkavállalók nem férhetnek hozzá digitális eszközökhöz vagy nem képesek oktatni azokat.
„Kedvenc alkalmazásom, mint aki mindennapi kutatólaboratóriumban dolgozik, beágyazza a szálainkat laboratóriumi köpenyekbe” - mondja Owyeung. „Mindig kötelesek viselni a laboratóriumi kabátot, és ha a laboratóriumi kabátomban lévő tapasz színe megváltozik, akkor tudtam, hogy munkaterületemben vannak illékony vegyületek. Ez lehetővé teszi számomra a közvetlen közelében lévő valós idejű megfigyelést, így felgyorsíthatom a reagálási időmet, hogy biztonságomat és mások biztonságát biztosítsam. "
A csoport következő lépései annak további vizsgálata, hogy hogyan használhatják fel a szálakat a vízben feloldott gázok kimutatására.
"A pH-érzékeny színezékek textilre történő alkalmazása nem új, de a szerzők speciális alkalmazása - a gázdetektálás - számomra új és érdekes" - mondja Harold Freeman, az észak-karolinai állami egyetem textilkémiai professzora.
Freeman szerint a technológia illeszkedik a beépített érzékelőkkel ellátott elektronikus textil jelenlegi kutatásaihoz a test funkcióinak figyelésére.
"Logikusnak tűnik a jelenlegi technológia kiterjesztése a káros légköri gázok kimutatására" - mondja.
A Kanári-szigeteket mindenhol jóváhagyják.
