来源: 时间:2022-11-06 15:35:09
科学家们创造了可以在检测到各种气体时改变颜色的线,这一进步可以帮助开发可以嗅出有毒化学物质的智能织物。
美国塔夫茨大学的研究人员证明,可以通过使用智能手机相机视觉或更精确地读取线程,以检测由于低至百万分之50的分析物引起的颜色变化。
他们说,智能的气体检测线编织成衣服,可以在医疗,工作场所,军事和救援环境中提供可重复使用,可水洗且负担得起的安全资产。
这项研究发表在《科学报告》杂志上,描述了制造方法及其扩展到各种染料和检测复杂气体混合物的能力。
研究人员在一份声明中说,虽然不能取代通常用于检测挥发性气体的电子设备的精度,但将气体检测技术结合到纺织品中可以实现无设备的读数,而无需进行专门的培训。
这种方法可以使普通劳动力或可以从纺织品提供的信息中受益的低资源社区可以使用该技术。
该研究使用了基于锰的染料MnTpp,甲基红和溴百里酚蓝来证明这一概念。MnTpp和溴百里酚蓝可以检测氨,而甲基红可以检测氯化氢-通常从清洁用品,肥料,化学和材料生产中释放的气体。
三步过程将染料 “捕获” 在线中。首先将线浸入染料中,然后用乙酸处理,这使表面更粗糙并膨胀纤维,可能使染料和胎面之间有更多的结合相互作用。
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最后,用聚二甲基硅氧烷 (pDMS) 处理线,该聚二甲基硅氧烷 (pDMS) 在线和染料周围产生柔性的物理密封,这也排斥水并防止染料在洗涤过程中浸出。重要的是,pDMS也是透气的,允许分析物到达光学染料。
塔夫茨大学教授Sameer Sonkusale说: “我们使用的染料以不同的方式工作,因此我们可以检测具有不同化学成分的气体。”
研究小组使用简单的染料来检测具有酸或碱特性的气体。
Sonkusale说: “但是,由于我们正在使用一种有效地将染料捕获到线中的方法,而不是非常依赖于结合化学,因此我们可以更灵活地使用具有多种功能化学性质的染料来检测不同类型的气体。”
同时读取一个线程
所测试的染料以与使用光谱方法测量的气体浓度相关且成比例的方式改变颜色。
在光谱仪和人眼的精度之间,可以使用智能手机读取和量化颜色变化或使用多种线和染料解释颜色特征。
Sonkusale说: “这将使我们能够扩大检测规模,以一次测量许多分析物,或者区分具有独特色彩特征的分析物。”
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