ReSURF: прорывный ультрабыстрый, растяжимый, самоисцеляющийся, перерабатываемый датчик

Национальный университет Сингапура, Сингапур

Разработанный исследователями Национального университета Сингапура, датчик ReSURF обладает универсальным материалом, формирующим самособирающуюся и водоотталкивающую поверхность — концепцию, вдохновлённую жировым защитным слоем человеческой кожи. (Изображение: Колледж дизайна и инженерии NUS)

Чистая, безопасная вода жизненно важна для здоровья и благополучия людей. Она также играет критическую роль в продовольственной безопасности, поддерживает высокотехнологичные отрасли и обеспечивает устойчивую урбанизацию. Однако быстрое и точное обнаружение загрязнения остаётся серьёзной проблемой во многих частях мира. Передовое новое устройство, разработанное исследователями Национального университета Сингапура (NUS), имеет потенциал значительно продвинуть мониторинг и управление качеством воды.

Вдохновляясь биологической функцией жирового защитного слоя на человеческой коже, команда исследователей под руководством доцента Бенджамина Ти из кафедры материаловедения и инженерии в Колледже дизайна и инженерии NUS перевела эту концепцию в универсальный материал, названный ReSURF, способный спонтанно формировать водоотталкивающий интерфейс.

Этот новый материал, который можно приготовить через быстрый подход микрофазового разделения, автономно самоисцеляется и может быть переработан. Исследователи включили материал в устройство, известное как трибоэлектрический наногенератор (TENG), который использует энергию движения капель воды для создания электрического заряда. Получившееся устройство (датчик ReSURF) можно применять как монитор качества воды.

«Датчик ReSURF может обнаруживать различные загрязнители, такие как масла и фторированные соединения, которые вызывают трудности у многих существующих датчиков. Эта способность, вместе с уникальными особенностями вроде самопитания, самоисцеления, повторного использования и перерабатываемости, позиционирует ReSURF как устойчивое решение для реально-временного, на-месте и устойчивого мониторинга качества воды», — сказал Ти.

Проект материала ReSURF и характеристики нового датчика качества воды опубликованы в научном журнале Nature Communications.

Существующие технологии мониторинга качества воды, такие как электрохимические датчики, оптические системы детекции и биосенсоры, эффективны в определённых специфических приложениях, таких как обнаружение тяжёлых металлов, фосфора и микробного загрязнения.

Однако эти технологии часто сталкиваются с ограничениями, включая медленный отклик, высокую стоимость, зависимость от внешних реагентов или источников питания, ограниченную повторную используемость и потребность в громоздком лабораторном оборудовании или специализированной инструментации.

Датчик ReSURF, разработанный командой NUS, эффективно преодолевает эти вызовы, особенно в на-месте реально-временном сенсинге качества воды. Самопитание устройство продемонстрировало способность обнаруживать водные загрязнители примерно за 6 миллисекунд (то есть около 40 раз быстрее моргания глаза).

Кроме того, датчик ReSURF спроектирован как самоисцеляющийся и перерабатываемый, делая его устойчивым и низкообслуживаемым решением. Будучи растяжимым и прозрачным, материал может быть легко интегрирован в гибкие платформы, включая мягкую робототехнику и носимую электронику, выделяя его из обычных сенсорных материалов.

Далее, материал ReSURF, применяемый как датчик, предлагает экологически чистое решение, так как его легко перерабатывать благодаря растворимости в растворителях, позволяя повторно использовать его в новых устройствах без потери производительности.

Для дополнительной информации свяжитесь: Зхи Хуй Пу по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; +65 651-65-399.