O fibră textilă își face singură energia și miroase gazul toxic din aer în doar 9 secunde
Muncitorii din industriile cu risc de expunere la hidrogen sulfurat au nevoie de senzori purtabili, alimentați constant. O fibră care produce propria energie din lumină și detectează gazul aproape instant ar putea elimina bateriile din ecuație.
O echipă de la Institutul Coreean de Știința Materialelor, condusă de Myungkwan Song și Hee-jung Lee, împreună cu cercetători de la Universitatea Națională Pusan și Universitatea Aerospațială Coreeană, a dezvoltat un dispozitiv electronic sub formă de fibră textilă care își generează singur energia din lumină și detectează în același timp hidrogenul sulfurat, un gaz toxic și coroziv folosit ca semnal de pericol în industrie. Dispozitivul a fost testat cu succes atât la lumina soarelui, cât și la lumina de interior.
Cum funcționează
Fibra combină o celulă solară sensibilizată cu coloranți, în formă de fir, care generează electricitate din lumină, cu structuri metal-organice poroase, niște materiale cu suprafață internă foarte mare, capabile să prindă molecule specifice de gaz în porii lor. Cercetătorii au modificat un tip de structură metal-organică numit UiO-66 cu grupări de fluor și amino, ca să interacționeze eficient cu hidrogenul sulfurat.
Eficiența de conversie a energiei solare a fibrei a ajuns la 7,16%, cu aproximativ 29% mai bună decât abordările convenționale similare, iar timpul de răspuns la detectarea gazului a fost de aproximativ 9 secunde. Fibra a păstrat circa 80% din performanță după 1.500 de cicluri de îndoire și 20 de spălări, semn că rezistă la uzura tipică unei haine sau unui material purtabil.
Ce urmează
Aplicațiile vizate includ siguranța muncitorilor din industriile expuse la gaze toxice, monitorizarea mediului, îmbrăcăminte inteligentă și senzori auto-alimentați pentru rețele de tip Internet of Things, în locuri unde schimbarea bateriilor e costisitoare sau riscantă.
Cercetarea e la stadiu de laborator, publicată într-o revistă științifică cu recenzie, dar dispozitivul nu e încă produs comercial. Rămân de rezolvat scalarea producției și integrarea în textile reale, purtate zilnic, dincolo de testele de laborator.
Sursă: Phys.org