ReSURF:революционный сверхбыстрый, растягивающийся, самовосстанавливающийся датчик, пригодный для вторичной переработки

Национальный университет Сингапура, Сингапур

Датчик ReSURF, разработанный исследователями из Национального университета Сингапура, представляет собой универсальный материал, который образует самособирающуюся водоотталкивающую поверхность — концепция, вдохновленная маслянистым защитным слоем человеческой кожи. (Изображение:Колледж дизайна и инженерии НУС)

Чистая и безопасная вода жизненно важна для здоровья и благополучия человека. Он также играет решающую роль в нашей продовольственной безопасности, поддерживает высокотехнологичные отрасли и способствует устойчивой урбанизации. Однако быстрое и точное обнаружение загрязнения остается серьезной проблемой во многих частях мира. Новое революционное устройство, разработанное исследователями Национального университета Сингапура (NUS), может значительно улучшить мониторинг и управление качеством воды.

Вдохновляясь биологической функцией маслянистого защитного слоя, обнаруженного на коже человека, группа исследователей под руководством доцента Бенджамина Ти из факультета материаловедения и инженерии Колледжа дизайна и инженерии НУС воплотила эту концепцию в универсальный материал под названием ReSURF, способный спонтанно образовывать водоотталкивающий слой.

Этот новый материал, который можно получить с помощью быстрого микрофазового разделения, автономно самовосстанавливается и может быть переработан. Исследователи включили этот материал в устройство, известное как трибоэлектрический наногенератор (ТЭНГ), которое использует энергию движения капель воды для создания электрического заряда. Полученное устройство (датчик ReSURF) можно использовать в качестве монитора качества воды.

"Датчик ReSURF может обнаруживать различные загрязняющие вещества, такие как масла и фторированные соединения, которые являются проблемой для многих существующих датчиков. Эта возможность, вместе с уникальными функциями, такими как автономное питание, самовосстановление, возможность повторного использования и переработки, позиционирует ReSURF как устойчивое решение для устойчивого мониторинга качества воды на месте в реальном времени", - сказал Ти.

Разработанный командой материал ReSURF и характеристики нового датчика качества воды были опубликованы в научном журнале Nature Communications. .

Существующие технологии мониторинга качества воды, такие как электрохимические датчики, оптические системы обнаружения и биосенсоры, эффективны в определенных конкретных приложениях, таких как обнаружение тяжелых 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 возможность повторного использования и необходимость в громоздком лабораторном оборудовании или специализированных приборах.

Датчик ReSURF, разработанный командой NUS, эффективно решает эти проблемы, особенно при измерении качества воды на месте в режиме реального времени. Устройство с автономным питанием продемонстрировало способность обнаруживать загрязнения воды примерно за 6 миллисекунд (т.е. примерно в 40 раз быстрее, чем мгновение ока).

Кроме того, датчик ReSURF самовосстанавливается и подлежит вторичной переработке, что делает его экологически безопасным решением, не требующим особого обслуживания. Будучи растягивающимся и прозрачным, материал можно легко интегрировать в гибкие платформы, включая мягкую робототехнику и носимую электронику, что отличает его от обычных сенсорных материалов.

Кроме того, материал ReSURF, применяемый в качестве датчика, представляет собой экологически безопасное решение, поскольку его можно легко переработать благодаря его растворимости в растворителях, что позволяет повторно использовать его в новых устройствах без потери производительности.

Для получения дополнительной информации обращайтесь:Чжи Хуэй Пу по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.; +65 651-65-399.