Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Ученые создали нитки, меняющие цвет при появлении токсинов в воздухе

© Rachel Owyeung, Tufts University, Nano LabНити, меняющие свой цвет при появлении аммиака (сверху) и паров соляной кислоты (снизу)
Нити, меняющие свой цвет при появлении аммиака (сверху) и паров соляной кислоты (снизу)
МОСКВА, 4 апр – РИА Новости. Физики из США превратили обычные нитки в своеобразный детектор аммиака, паров соляной кислоты и других опасных газов, что позволит встроить подобные датчики в одежду для рабочих и сотрудников лабораторий. Методика их изготовления была раскрыта в журнале Scientific Reports.

"Ключевая особенность нашего подхода – мы не пытаемся химически "склеить" нити с молекулами красителей, меняющих цвет при контакте с газами, а просто не даем им "сбежать" из волокна. Это открывает почти безграничные возможности для создания детекторов подобного рода", — рассказывает Самир Сонкусале (Sameer Sonkusale) из университета Тафтса (США).

За последние годы физики и химики создали десятки полупроводниковых устройств и датчиков из различных наноматериалов, способных улавливать и "подсчитывать" молекулы различных газов в воздухе или в других газовых средах.
Подобные системы сегодня отвечают за обеспечение безопасности АЭС, различных химических предприятий и других заводов, утечки газов на которых могут привести не только к смерти персонала, но и к масштабным экологическим бедствиям.
Так художник представил себе обнаружение молекул газа нанодатчиком ученых из МФТИ
Физики из России создали нанодетектор газов, пригодный для работы на МКС
Все подобные датчики, как правило, не могут нормально работать без постоянного подключения к электросети, а их настройка и работа с ними требует определенных специализированных навыков. Сонкусале и его коллеги ликвидировали эти недостатки, создав крайне простую альтернативу для всех этих приборов, которую в буквальном смысле можно носить с собой.
Многие краски, как давно знают химики и физики, меняют цвет при появлении даже небольших количеств различных газов, таких как аммиак, в окружающей их атмосфере. Это позволяет использовать пропитанные ими ткани или листы бумаги для обнаружения этих веществ и оценки их концентрации в воздухе, отслеживая то, поменялся ли их оттенок.
Проблема, как отмечает Сонкусале, заключается в том, что многие подобные красители не "прилипают" к волокнам синтетических или натуральных тканей и мгновенно вымываются из них. Это мешает их использованию при производстве рабочей одежды или применению "лакмусовых бумажек" в помещениях с высоким уровнем влажности.
Американские химики решили эту проблему, создав универсальную методику "заточения" краски внутри нитей любых типов. Для этого достаточно вымочить ткань в растворе краски, потом обработать ее уксусной кислотой и покрыть нити тонким слоем из полидиметилсилоксана, инертного полимера на базе кремния, кислорода и метана.
Подобное покрытие, как обнаружили ученые, препятствует проникновению воды внутрь нитей, но не мешает молекулам газов взаимодействовать с красителями и заставлять их менять свой цвет. Руководствуясь этой идеей, химики из университета Тафтса подготовили три типа волокон, распознающих пары аммиака и соляной кислоты, а также создали алгоритм, способный вычислять их концентрацию в воздухе при помощи камеры смартфона.
Детектор боевых газов, созданный в Техасе
Кубики ЛЕГО помогли химикам превратить смартфон в детектор боевых газов
Точность его работы, как признают исследователи, несколько уступает самым чувствительным "стационарным" датчикам аммиака. С другой стороны, их детище при этом работает не только в воздухе, но и в воде, и может улавливать пары аммиака даже в том случае, если их концентрация составляет всего 15 частей на миллион.
В ближайшее время Сонкусале и его коллеги планируют создать новый набор нитей, который будет распознавать не аммиак или соляную кислоту, а углекислый газ и различные ароматические углеводороды. Ткани на их основе помогут пожарникам оценивать уровень опасных веществ внутри горящих помещений, а нефтяникам – отслеживать утечки углеводородов в грунтовые воды или реки во время добычи полезных ископаемых.
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала