Создана ткань, обнаруживающая опасные газы

Инженеры Университета Тафтса разработали нити, которые меняют цвет при обнаружении вредных газов. Нити-сенсоры, вплетенные в одежду, могут обеспечить многоразовое, моющееся и доступное средство безопасности в медицинских, рабочих, военных и спасательных целях. Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, описывает процедуру изготовления и принцип работы высокотехнологичной разработки.

Газоанализаторы — приборы качественного и количественного измерения газовых смесей — можно разделить по методу осуществляемого анализа. Они могут определять изменения объема, давления, теплового эффекта, силу тока, теплопроводности газов в ходе химических реакций. Однако на этом список не заканчивается. Фотоколориметрические газоанализаторы основаны на изменении окраски компонентов детектора при их реакции с газовой смесью. Используются такие датчики на теплоэлектростанциях, химически- и пожароопасных производствах, в медицинском оборудовании и подводном снаряжении для дайвинга.

Красители мезо-тетрафенилпорфирин (MnTPP) и бромтимоловый синий могут обнаруживать аммиак, в то время как метиловый красный взаимодействует с хлористым водородом. Эти газы, как правило, выделяются из чистящих средств, удобрений и на химических производствах. Процесс окраски заключает в себе четыре ступени. Сначала нить окунают в краситель. Затем обрабатывают уксусной кислотой, что делает поверхность более грубой, а саму нить — лучше впитывающей краску. После этого нить окрашивают, и, наконец, обрабатывают полидиметилсилоксаном (PDMS), который создает гибкую физическую преграду вокруг окрашенной нити, отталкивает воду и предотвращает вымывание красителя.

По результатам анализа красители меняли цвет пропорционально концентрации газа. Изменение цвета регистрировали с помощью спектрометра. По точности между спектрометром и человеческим глазом находится смартфон: он может считывать и количественно оценивать изменения цвета при наличии соответствующего приложения.

Окрашенные нити работали даже под водой, обнаруживая растворенный в ней аммиак. «Несмотря на то, что герметик PDMS является гидрофобным и не пропускает молекулы воды, растворенные газы могут достигать красителя для количественной оценки», — поясняет Рейчел Овиунг, ведущий автор и аспирант Университета Тафтса.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.