Až donedávna, než si možná myslíte - v polovině 80. let - používali horníci klecové kanárky jako systém včasného varování pro oxid uhelnatý. Ptáci jsou velmi citliví na účinky toxických plynů, takže když se někdo kýlí nad horníky, věděl, že je čas na čerstvý vzduch. Kanárské ostrovy byly nakonec nahrazeny humánnější technologií - digitální senzory podobné detektorům oxidu uhelnatého, které mnoho z nás nyní má v našich domovech.
Ale představte si, že by místo toho mohli horníci - nebo vojáci nebo záchranáři - jednoduše obléknout košili, která by změnila barvu v přítomnosti nebezpečného plynu.
To je technologie, která se v současné době vyvíjí na univerzitě Tufts University, kde vědci vytvořili barvená vlákna, která mění barvu v přítomnosti oxidu uhelnatého a dalších rizik. Doufají, že vlákna mohou být nakonec utkána do chytrého oblečení, aby pomohla pracovníkům v různých oborech. Toto oblečení by mohlo být ještě dostupnější a snadno použitelné než současné metody detekce plynu, tvrdí vědci.
"Chtěli jsme vyvinout řešení pro monitorování životního prostředí, kde si nemusíte pamatovat, abyste si s sebou přinesli senzor, " říká Rachel Owyeung, postgraduální studentka chemického a biologického inženýrství v Tufts. "S našimi pratelnými nitěmi snímajícími plyn lze senzor zabudovat do něčeho, co byste už měli na sobě, jako je košile."
Owyeung byl hlavním autorem článku o technologii, který byl nedávno publikován v časopise Scientific Reports .
Vědci studovali tři druhy barviv: MnTPP, methylovou červenou a bromtymolovou modrou. MnTPP a bromtymolová modrá detekují amoniak, zatímco methylová červená detekuje chlorovodík, který může poškodit oči, kůži a dýchací cesty. Použili speciální postup pro navázání barviva na vlákno ošetřením kyselinou octovou, což vlákno hrubší a umožňuje pevnější připojení. Poté aplikovali polymer na vlákno a vytvořili vodoodpudivé těsnění. Takto lze výsledný oděv prát bez vyplavování barviva.
Změnu barvy, ke které dochází, když jsou vlákna vystavena působení plynu, lze vidět pouhým okem nebo pomocí smartphonu. Kamera umožňuje ještě citlivější detekci, čtení jemných barevných změn, ke kterým dochází, když jsou nebezpečné látky již od 50 dílů na milion.
Oblečení nebo materiály vyrobené z nití pro změnu barvy mohou mít širokou škálu aplikací. Mohou ji používat pracovníci, kteří se zabývají čistícími prostředky, hnojivy nebo chemickou výrobou, materiály, které mohou všichni emitovat nebezpečné plyny. Mohlo by to pomoci vojenskému personálu vyhnout se chemickým zbraním. Mohlo by být dokonce použito pod vodou - plynové senzory jsou stabilní ve vodě, což jim umožňuje detekovat rozpuštěné plyny. To by mohlo být užitečné v průzkumu ropy a plynu. Mohlo by také potenciálně sloužit k lékařskému využití, a to detekcí hladin plynu v krvi nebo jiných biologických tekutinách jako způsobu diagnostiky nemocí. Tým doufá, že oděv na detekci plynů by mohl být užitečný zejména v prostředích s nízkými zdroji, kde pracovníci nemusí mít přístup k digitálním zařízením ani školení v digitálních zařízeních.
"Moje oblíbená aplikace, jako někdo, kdo pracuje ve výzkumné laboratoři každý den, vkládá naše vlákna do laboratorních plášťů, " říká Owyeung. "Jsem povinen vždy nosit laboratorní plášť, a pokud by náplast v mém laboratorním plášti měla změnit barvu, věděl bych, že v mé pracovní oblasti jsou nějaké těkavé sloučeniny." To mi poskytuje monitorování mého bezprostředního okolí v reálném čase, takže to může urychlit dobu odezvy, aby byla zajištěna moje bezpečnost a bezpečnost ostatních. ““
Dalším krokem týmu bude další zkoumání, jak by mohly použít vlákna k detekci rozpuštěných plynů ve vodě.
"Aplikace barviv citlivých na pH na textil není nová, ale konkrétní aplikace autorů - detekce plynů - se mi jeví jako nová a je zajímavá, " říká Harold Freeman, profesor textilní chemie na Severní Karolíně státní univerzitě.
Freeman říká, že tato technologie zapadá do současného výzkumu elektronických textilií se zabudovanými senzory pro sledování tělesných funkcí.
"Zdá se logické rozšířit současnou technologii na detekci škodlivých atmosférických plynů, " říká.
Kanárské ostrovy jsou všude jisté, že to schválí.
