Разработан датчик влажности, работающий как верблюжий нос
Людям порой необходимо определять наличие влаги в воздухе, но люди не так искусны в определении влажности с помощью носа, как верблюды. Людям приходится использовать устройства для определения местонахождения воды в засушливых районах, выявления утечек или анализа выхлопных газов на промышленных предприятиях.
Однако все существующие на сегодняшний день датчики имеют существенные недостатки. Некоторые устройства могут быть долговечными, но иметь низкую чувствительность. Некоторые высокочувствительные датчики могут некорректно работать при солнечном свете, что затрудняет их использование на открытом воздухе. Чтобы разработать долговечный и чувствительный датчик, учёные вдохновились носом верблюда.
Узкие, похожие на свитки проходы в носу верблюда обеспечивают большую площадь поверхности, которая покрыта влагопоглощающей слизью. Чтобы имитировать структуру носа с такой большой площадью поверхности, команда создала пористую полимерную сеть. На нее поместили молекулы, притягивающие влагу, чтобы имитировать свойство слизи изменять емкость в зависимости от влажности.
В ходе экспериментов устройство оказалось долговечным и помогло отслеживать колебания влажности в горячих промышленных выхлопах, определять местоположение источника воды и ощущать влагу, исходящую от человеческого тела. Датчик не только реагировал на изменения в потоотделении кожи человека во время занятий спортом, но и определял нажатие пальца — и даже мог распознать его траекторию.
Такая чувствительность позволяет предположить, что устройство может стать основой для бесконтактных интерфейсов. Более того, электрический отклик датчика на влагу можно настраивать или регулировать, подобно сигналам, посылаемым человеческими нейронами, что потенциально позволяет ему обучаться с помощью нейросетей, как утверждают сами исследователи.
Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.
Верблюды обладают известной способностью выживать в условиях недостатка воды. Они умело находят, что попить в бескрайней пустыне, используя свои носы.