Kuni viimase ajani, kui võite arvata - 1980. aastate keskpaigani - kasutasid demineerijad puurides asuvaid kanaari süsinikmonooksiidi varajase hoiatamise süsteemina. Linnud on mürgiste gaaside mõju suhtes ülitundlikud, nii et kui kaevurid üle keerasid, teadsid, et on aeg värsket õhku saada. Kanaari saared asendati lõpuks inimlikuma tehnoloogiaga - digitaalsed andurid, mis sarnanevad süsinikmonooksiidi detektoritega, mida paljudel meist nüüd meie kodudes on.
Kuid kujutage ette, kas selle asemel võiksid demineerijad - või sõdurid või päästetöötajad - lihtsalt selga panna särgi, mis ohtliku gaasi juuresolekul värvi muudaks.
See on tehnoloogia, mida praegu arendatakse Tuftsi ülikoolis, kus teadlased on loonud värvitud niidid, mis muudavad värvi vingugaasi ja muude ohtude juuresolekul. Nad loodavad, et niidid saab lõpuks nutikatesse rõivastesse kootud, et neist saaksid kasu mitmesugused valdkonnad. See riietus võib olla veelgi taskukohasem ja hõlpsamini kasutatav kui praegused gaasi tuvastamise meetodid, väidavad teadlased.
“Tahtsime välja töötada keskkonnaseire lahenduse, kus te ei pidanud andurit endaga kaasa tooma, ” ütleb Tuftsi keemia- ja biotehnoloogia magistrant Rachel Owyeung. "Meie gaasianduriga pestavate niitide abil saab anduri manustada sinna, mida te juba kannaksite, näiteks särki."
Owyeung oli hiljuti ajakirjas Scientific Reports avaldatud tehnoloogiat käsitleva artikli juhtiv autor.
Teadlased uurisid kolme tüüpi värvaineid: MnTPP, metüülpunast ja bromotümoolsinist. MnTPP ja bromotümoolsinine tuvastavad ammoniaagi, metüülpunane aga vesinikkloriidi, mis mõlemad võivad kahjustada silmi, nahka ja hingamisteid. Värvi sidumiseks niidiga kasutasid nad spetsiaalset protsessi, töödeldes seda äädikhappega, mis muudab niidi jämedamaks ja võimaldab kindlamat kinnitust. Seejärel rakendasid nad niidile polümeeri, et luua vetthülgav tihend. Nii saab saadud rõivast pesta ilma värvaine välja leostumata.
Värvimuutust, mis toimub niitide kokkupuutel gaasiga, saab näha palja silmaga või nutitelefoni kaamera abil. Kaamera võimaldab veelgi tundlikumat tuvastamist, luues peeneid värvimuutusi, mis tekivad siis, kui ohtlikke aineid on nii vähe kui 50 osa miljonis.
Värvimuutmisniitidest valmistatud rõivastel või materjalidel võib olla lai valik rakendusi. Seda saavad kasutada töötajad, kes tegelevad puhastustarvete, väetiste või kemikaalide tootmisega - materjalidega, mis kõik võivad eraldada ohtlikke gaase. See võiks aidata sõjaväelastel keemiarelvi vältida. Seda saaks kasutada isegi vee all - gaasiandurid on vees stabiilsed, võimaldades neil tuvastada lahustunud gaase. See võib olla kasulik nafta ja gaasi uurimistööstuses. Sellel võib olla ka meditsiiniline otstarve, diagnoosides veres gaaside taset või muid bioloogilisi vedelikke. Meeskond loodab, et gaasi tuvastamise riietus võib olla eriti kasulik vähese ressursiga keskkondades, kus töötajatel ei pruugi olla juurdepääsu digitaalseadmetele ega neid koolitada.
"Minu lemmikrakendusena, kuna see inimene töötab iga päev teaduslaboris, põimime meie niidid labori mantlitesse, " ütleb Owyeung. “Minult nõutakse labori karva kandmist kogu aeg ja kui minu laborikihi plaaster peaks värvi muutma, siis teaksin, et minu tööpiirkonnas on mõned lenduvad ühendid. See võimaldab mul oma vahetut piirkonda reaalajas jälgida, nii et see võib kiirendada reageerimise aega, et tagada minu ja teiste turvalisus. "
Meeskonna järgmisteks sammudeks on edasine uurimine, kuidas nad võiksid niite kasutada vees lahustunud gaaside tuvastamiseks.
"PH-tundlike värvainete rakendamine tekstiilides pole uus, kuid autori konkreetne rakendus - gaasi tuvastamine - tundub mulle uus ja huvitav, " ütleb Põhja-Carolina osariigi ülikooli tekstiilkeemia professor Harold Freeman.
Freemani sõnul sobib see tehnoloogia praeguste uuringutega elektrooniliste tekstiilide kohta, millel on manustatud andurid kehafunktsioonide jälgimiseks.
"Tundub loogiline laiendada praegust tehnoloogiat kahjulike atmosfäärigaaside avastamisele, " ütleb ta.
Kanaarid kõikjal kiidavad heaks.
