Верблюды известны своей способностью выживать в условиях с малым количеством воды. Они также эксперты в поисках воды посреди обширных пустынь, для чего используют свой нос в качестве уникального детектора влажности. В новом исследовании, опубликованном в научном издании ACS Nano, ученые описали сенсор влажности, который создавался на основе структуры и свойств верблюжьих носов. Во время проведения экспериментов они обнаружили, что устройство способно достоверно определять разные степени влажности.
Людям иногда необходимо определять наличие влажности в воздухе, но у них не такие чуткие носы, как у верблюдов. Так что для того, человеку приходится использовать устройства, чтобы найти воду в засушливой местности, определить утечку или проанализировать вентиляцию в промышленных зданиях. Однако у всех доступных сейчас сенсоров есть существенные недостатки. Некоторые из таких устройств могут быть надежными, но обладать низкой чувствительностью к наличию влаги. А в случае высокочувствительных устройств на результат может оказывать сильное влияние солнечный свет, из-за чего их становится проблематичным использовать на улице. Чтобы создать надежный, умный сенсор, который сможет определить даже очень малое количество молекул воды в воздухе, Вэйгуо Хуан, Цзянь Сун и их коллеги решили почерпнуть вдохновение у носа верблюда.
Фото: Weiguo Huang and Jian Song
Сенсор, вдохновленный носом верблюда. На этой фотографии его держат двумя пальцами в перчатке
Внутри верблюжьего носа находятся узкие, похожие на свитки проходы. Эти проходы создают поверхность с большой площадью, покрытую поглощающей воду слизью. Чтобы воспроизвести похожую структуру, ученые создали пористую полимерную сеть. Затем они поместили на эту полимерную сеть молекулы, притягивающую влагу и называемые цвиттерионами. Это позволило ученым воссоздать свойство слизи изменять емкость при изменении влажности.
В проведенных экспериментах устройство показало свою надежность и способность определять изменения влажности в горячих потоках воздуха промышленной вентиляции, находить местоположение источников воды и ощущать влагу, испаряющуюся с поверхности тела человека. Сенсор не только определял перемены в количестве влаги, выделяемой кожей человека во время физической активности, но также определял присутствие человеческого пальца и мог даже отследить его движение в форме букв V или L. Благодаря этой чувствительности устройство можно будет использовать при создании бесконтактного интерфейса, с помощью которого можно взаимодействовать с компьютером. Более того, ответную реакцию сенсора на влагу можно настраивать, что позволит обучать его с помощью искусственного интеллекта.
Ранее портал «Вокруг Света. Украина» писал о создании биосенсора, определяющего содержание коронавируса в воздухе
По материалам Phys.org
Читайте также:
В Кремниевой долине разработали биосенсоры для поиска бомб на авиарейсах
В Израиле умные датчики следят за дистанцированием в офисах
