Sehingga lebih baru-baru ini daripada yang anda fikir-pertengahan tahun 1980-penambang menggunakan kanari sangkar sebagai sistem amaran awal untuk karbon monoksida. Burung-burung sangat sensitif terhadap kesan gas-gas toksik, jadi apabila seseorang akan mengetuk penambang tahu sudah tiba masanya untuk mendapatkan udara segar. Canary akhirnya digantikan oleh sensor teknologi digital yang lebih manusiat yang serupa dengan pengesan karbon monoksida yang banyak dialami kita sekarang.
Tetapi bayangkan jika, sebaliknya, pelombong-atau askar, atau pekerja penyelamat-hanya boleh memakai baju yang akan mengubah warna di hadapan gas berbahaya.
Itulah teknologi yang sedang dibangunkan di Tufts University, di mana penyelidik telah mencipta benang yang dicelup yang mengubah warna dengan adanya karbon monoksida dan bahaya lain. Mereka berharap benang itu akhirnya dapat ditenun menjadi pakaian pintar untuk memberi manfaat kepada pekerja dalam pelbagai bidang. Pakaian ini berpotensi menjadi lebih murah dan mudah digunakan daripada kaedah pengesanan gas semasa, kata para penyelidik.
"Kami ingin membangunkan penyelesaian pemantauan alam sekitar, di mana anda tidak perlu ingat untuk membawa sensor dengan anda, " kata Rachel Owyeung, seorang pelajar siswazah dalam kejuruteraan kimia dan biologi di Tufts. "Dengan benang kami boleh mengesan gas yang boleh dibasuh, sensor boleh dimasukkan ke dalam sesuatu yang anda sudah pakai, seperti baju."
Owyeung adalah penulis utama tentang teknologi, yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Laporan Saintifik .
Para penyelidik mengkaji tiga jenis pewarna: MnTPP, metil merah dan bromothymol biru. MnTPP dan bromothymol biru mengesan ammonia, manakala metil merah mengesan hidrogen klorida, yang kedua-duanya boleh membahayakan mata, kulit dan saluran pernafasan. Mereka menggunakan proses khas untuk mengikat pewarna itu ke benang dengan merawatnya dengan asid asetik, yang membuat benang kasar dan membolehkan lampiran yang lebih kukuh. Mereka kemudian memohon polimer ke benang untuk membuat meterai penghalau air. Dengan cara ini, pakaian yang dihasilkan boleh dibasuh tanpa pencelupan pewarna.
Perubahan warna yang berlaku apabila benang terdedah kepada gas boleh dilihat oleh mata telanjang, atau dengan kamera telefon pintar. Kamera membolehkan pengesanan yang lebih sensitif, membaca perubahan warna halus yang berlaku apabila bahan berbahaya serendah 50 bahagian per juta.
Pakaian atau bahan yang diperbuat daripada benang perubahan warna boleh mempunyai pelbagai aplikasi. Ia boleh digunakan oleh pekerja yang menangani pembersihan bekalan, baja atau pembuatan bahan kimia, bahan yang dapat memancarkan semua gas berbahaya. Ia boleh membantu kakitangan tentera mengelakkan senjata kimia. Ia juga boleh digunakan di bawah air - sensor gas stabil di dalam air, membolehkan mereka mengesan gas terlarut. Ini berguna dalam industri penerokaan minyak dan gas. Ia juga berpotensi mempunyai kegunaan perubatan, dengan mengesan paras gas dalam darah atau cecair biologi lain sebagai cara untuk mendiagnosis penyakit. Pasukan berharap pakaian pengesanan gas dapat sangat berguna dalam persekitaran sumber rendah, di mana pekerja mungkin tidak mempunyai akses atau latihan pada peranti digital.
"Aplikasi kegemaran saya, sebagai seseorang yang bekerja di makmal penyelidikan setiap hari, memasukkan benang kami di dalam jaket lab, " kata Owyeung. "Saya dikehendaki memakai kot makmal pada setiap masa, dan jika tampalan dalam kot makmal saya berubah warna, saya akan tahu ada beberapa sebatian yang tidak menentu di kawasan kerja saya. Ini memberi saya masa nyata pemantauan kawasan saya yang terdekat, sehingga dapat mempercepat waktu respons saya untuk memastikan keselamatan saya dan keselamatan orang lain. "
Langkah-langkah seterusnya adalah untuk menyiasat lagi bagaimana mereka mungkin menggunakan benang untuk mengesan gas terlarut dalam air.
"Pengambilan pewarna sensitif pH kepada tekstil bukanlah sesuatu yang baru, tetapi pengesan gas-aplikasi khusus pengarang-kelihatan baru kepada saya, dan menarik, " kata Harold Freeman, seorang profesor kimia tekstil di North Carolina State University.
Freeman mengatakan teknologi ini sesuai dengan penyelidikan semasa mengenai tekstil elektronik dengan sensor tertanam untuk mengawasi fungsi tubuh.
"Nampaknya logik untuk memperluaskan teknologi sekarang untuk mengesan gas atmosfera yang berbahaya, " katanya.
Canaries di mana-mana pasti meluluskan.
