Inspirerad av kamels näsor har forskare utvecklat en tuff och känslig fuktighetssensor, som hålls här mellan två behandskade fingrar. Kredit:Weiguo Huang och Jian Song
Kameler har en känd förmåga att överleva på lite vatten. De är också skickliga på att hitta något att dricka i den stora öknen, med hjälp av näsor som är utsökta fuktdetektorer. I en ny studie i ACS Nano , beskriver forskare en fuktighetssensor inspirerad av strukturen och egenskaperna hos kamelnäsor. I experiment fann de att den här enheten på ett tillförlitligt sätt kunde upptäcka variationer i luftfuktighet i miljöer som inkluderade industriella avgaser och luften som omger mänsklig hud.
Människor behöver ibland fastställa förekomsten av fukt i luften, men människor är inte riktigt lika skickliga som kameler på att känna av vatten med näsan. Istället måste människor använda anordningar för att lokalisera vatten i torra miljöer, eller för att identifiera läckor eller analysera avgaser i industrianläggningar. Emellertid har för närvarande tillgängliga sensorer alla betydande nackdelar. Vissa enheter kan vara hållbara, till exempel, men har en låg känslighet för närvaron av vatten. Samtidigt kan solljus störa vissa mycket känsliga detektorer, vilket gör dem svåra att använda utomhus, till exempel. För att ta fram en hållbar, intelligent sensor som kan upptäcka även låga nivåer av luftburna vattenmolekyler tittade Weiguo Huang, Jian Song och deras kollegor på kamelnäsan.
Smala, rullliknande passager i en kamels näsa skapar en stor yta som är kantad med vattenabsorberande slem. För att efterlikna strukturen med hög yta i näsan skapade teamet ett poröst polymernätverk. På den placerade de fuktattraherande molekyler som kallas zwitterioner för att simulera egenskapen hos slem att ändra kapacitans när luftfuktigheten varierar. I experiment var enheten hållbar och kunde övervaka fluktuationer i luftfuktighet i heta industriella avgaser, hitta platsen för en vattenkälla och känna av fukt som kommer från människokroppen. Sensorn reagerade inte bara på förändringar i en persons hudsvett när de tränade, den upptäckte närvaron av ett mänskligt finger och kunde till och med följa dess väg i V- eller L-form. Denna känslighet antyder att enheten kan bli grunden för ett beröringsfritt gränssnitt genom vilket någon kan kommunicera med en dator, enligt forskarna. Dessutom kan sensorns elektriska reaktion på fukt ställas in eller justeras, ungefär som de signaler som skickas ut av mänskliga neuroner - vilket potentiellt tillåter den att lära sig via artificiell intelligens, säger de. + Utforska vidare