ساخت حسگری که از غرق‌شدن شناگران جلوگیری می‌کند

دانشمندان موفق به ساخت حسگری شده اند که هنگام غرق‌شدن شناگر، زنگ خطر را به‌صدا درمی آورد.

کد خبر: ۵۲۱۱۱۷

تاریخ: ۱۶ مهر ۱۴۰۱ - ۱۲:۰۸

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از وبگاه تِک اِکسپلور (Tech Xplore)، بسیاری از ردیاب‌های انعطاف‌پذیر تناسب اندام را نمی‌توان در آب غوطه‌ور کرد؛ زیرا پوشش‌های لازم برای آب‌بندی کامل این دستگاه‌ها، باعث می‌شود پوشیدن آن‌ها احساس ناخوشایندی ایجاد کند.

گزارش چاپ‌شده در مجله علمی اِی‌سی‌اِس نانو (ACS Nano) حاکی از این است که دانشمندان یک پوشش نازک و لغزنده روی پارچه رسانا قرار دادند که نوعی حسگر حرکت زیر آب ایجاد می‌کند که هوا از آن عبور می‌کند. آن‌ها از این حسگر در ساخت یک دستگاه هوشمند استفاده کردند که در صورت توقف حرکت شناگر به برنامه گوشی هوشمند هشدار می‌دهد که احتمال غرق‌شدن شناگر وجود دارد.

حسگرهای حرکتی زیر آب می‌توانند کاربردهای زیادی داشته باشند؛ مانند نظارت بر ضربان قلب و ردیابی فعالیت و ایمنی شناگران؛ اما روش‌های فعلی برای محافظت از این وسایل الکترونیکی، باعث شده است این دستگاه‌ها ضخیم و در برابر هوا نفوذناپذیر باشند که ممکن است به تحریک پوست منجر شوند.

پژوهش‌های قبلی نشان داده است که لایه‌های نازک و یکنواخت پلی‌دی‌متیل سیلوکسان (PDMS) آب را به اندازه کافی دفع و از حسگرهای حرکتی انعطاف‌پذیر در زیر آب محافظت می‌کند؛ اما مشخص نیست که این پوشش راحت خواهد بود یا خیر.

جیانینگ هوانگ (Jianying Huang)،  کولمین پارک (Cheolmin Park)، یوکون لای (Yuekun Lai) و همکارانش تصمیم گرفتند پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان را به‌عنوان پوشش ضدآب برای یک حسگر مبتنی بر پارچه که بخشی از یک سیستم تشخیص حرکت بی‌سیم زیر آب بود، آزمایش کنند.

پژوهشگران برای انجام این کار، یک تکه پارچه پلی‌استر را در محلول اکسیدگرافن و سپس در هیدرویدیک‌اسید فرو کردند و بار آخر نیز آن را در محلولی حاوی میکروذرات و نانوذرات پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان غوطه‌ور ساختند. آزمایش‌های اولیه نشان داد که پارچه پوشش‌داده‌شده رسانا و دافع آب است؛ اما همچنان هوا می‌تواند در آن نفوذ کند و این نشان می‌دهد پوشیدن آن راحت است.

این تیم، حسگر مبتنی بر پارچه را با یک منبع تغذیه و یک جمع‌آوری‌کننده داده ترکیب کردند تا یک سیستم حرکت هوشمند زیر آب ایجاد کنند که می‌تواند پاسخ الکتریکی را به صورت بی‌سیم به برنامه گوشی هوشمند مخابره کند. هنگامی که دستگاه هوشمند به یک عروسک شنای موتوری متصل شد، این برنامه، پاهای عروسک را که در حال لگد زدن بودند، ردیابی کرد.

برای شبیه‌سازی وضعیت شناگری که خسته است، حرکت لگدزدن عروسک را خاموش کردند و برنامه یک پیام هشدار قرمزرنگ ارسال کرد. پژوهشگران می‌گویند حسگر حرکت هوشمند، آب را دفع می‌کند؛ بنابراین، می‌تواند به نظارت بر ایمنی شناگران کمک کند و در انواع دیگر حسگرهای زیر آب نیز  استفاده شود.