그것은 '바람'스마트입니다! 해로운 가스가 공기 중에있을 때 색이 변하는 새로운 실 개발

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그것은 '바람'스마트입니다! 해로운 가스가 공기 중에있을 때 색이 변하는 새로운 실 개발

Good News Network-2019 년 4 월 4 일

색상이 변하는이 직물 실은 위험한 가스와 가까운 곳에서 일하는 근로자와 직원을위한 새로운 형태의 보호 장치가 될 수 있습니다.

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Tufts University의 엔지니어들은 다양한 유해 가스를 감지 할 때 색이 변하는 염색 된 실을 만드는 새로운 제조 방법을 개발했습니다. 의류, 짠 스마트 가스 감지 스레드는 의료, 작업장, 군사 및 구조 환경에서 재사용 가능하고 빨 수 있으며 저렴한 안전 자산을 제공 할 수 있다고 그들은 말한다.

오늘 저널에 발표 된 연구 과학 보고서,는 제조 방법 및 광범위한 염료로 확장하고 복합 가스 혼합물의 검출 능력을 기술한다. 연구원들은 스마트 폰 카메라를 사용하여 실을 시각적으로 또는 더 정확하게 읽을 수있어 백만 분의 50의 낮은 분석 물로 인한 색의 변화를 감지 할 수 있음을 보여주었습니다.

휘발성 가스를 감지하는 데 일반적으로 사용되는 전자 장치의 정밀도를 대체하지는 않지만 가스 감지 기능을 직물에 통합하면 전문 교육 없이도 장비없이 판독 할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 기술이 일반 직원이나 직물이 제공하는 정보의 혜택을받을 수있는 저자 원 커뮤니티에 접근 할 수있게합니다.

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이 연구는 망간 기반 염료, MnTPP, 메틸 레드 및 브로 모티 몰 블루를 사용하여 개념을 증명했습니다. MnTPP 및 브로 모티 몰 블루는 암모니아를 감지 할 수 있으며 메틸 레드는 염화수소 (청소 용품, 비료, 화학 및 재료 생산에서 일반적으로 방출되는 가스)를 감지 할 수 있습니다.

3 단계 공정은 실에 염료를 '포획'합니다. 실을 먼저 염료에 담근 다음 아세트산으로 처리하여 표면을 더 거칠게 만들고 섬유를 팽창시켜 염료와 트레드 사이에 더 많은 결합 상호 작용을 가능하게합니다. 마지막으로, 스레드는 폴리 디메틸 실록산 (PDMS)으로 처리되어 스레드와 염료 주위에 유연하고 물리적 인 밀봉을 생성하여 물을 배출하고 세척 중에 염료가 침출되는 것을 방지합니다. 중요하게도, PDMS는 또한 기체 투과성이므로 분석 물이 광학 염료에 도달 할 수 있습니다.

Tufts University의 공학부 전기 및 컴퓨터 공학 교수이자 해당 연구의 저자 인 Sameer Sonkusale는“우리가 사용한 염료는 다른 방식으로 작동하므로 다른 화학 물질로 가스를 검출 할 수 있습니다. 그러나 우리는 결합 화학에 의존하기보다는 염료를 실에 효과적으로 포획하는 방법을 사용하고 있기 때문에 다양한 유형의 가스를 검출하기 위해 광범위한 기능 화학을 갖는 염료를 사용할 수있는 유연성이 더 크다 ''고 말했다. .

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Sonkusale의 팀은 산성 또는 염기 특성을 가진 가스를 감지하는 간단한 염료를 사용했습니다. 시험 된 염료는 분광법을 사용하여 측정 할 때 가스 농도에 의존적이고 비례하는 방식으로 색상이 변 하였다. 분광계의 정밀도와 인간의 눈 사이에는 스마트 폰을 사용하여 색상 변화를 읽고 수량화하거나 여러 스레드와 염료를 사용하여 색상 서명을 해석 할 수 있습니다.

Sonkusale는“이로 인해 많은 분석 물을 한 번에 측정하거나 고유 한 비색 적 시그니처로 분석 물을 구별하기 위해 검출을 확장 할 수있었습니다.

실은 심지어 물 속에서 작용하여 용해 된 암모니아의 존재를 감지했습니다.

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Tufts 화학 및 생물 공학과의 수석 저자이자 대학원생 인 Rachel Owyeung은“PDMS 실란트는 소수성이고 실에서 물을 차단하지만 용해 된 가스는 여전히 염료에 도달하여 정량화 할 수있다. '용존 가스 센서로서 석유 및 가스 탐사 중에 이산화탄소 또는 기타 휘발성 유기 화합물을 감지 할 수있는 스마트 직물을 하나의 응용 분야로 생각합니다.

반복적 인 세척이나 수중 사용으로 염료가 희석되지 않기 때문에 스레드는 여러 번 일관된 정량적 검출에 의존 할 수 있다고 연구원들은 말했다.

(출처 : 터프 츠 대학교)

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