توجد أجهزة استشعار العرق وتستخدم لمراقبة مستويات الإلكتروليت أثناء التمرين كوسيلة لتحسين الترطيب.
كان التحدي في Waseda هو إنشاء مستشعر عرق يمكن وضعه وخلعه عند الاقتضاء – لذلك لا يوجد أي مادة لاصقة – والتي ستواصل العمل أثناء الحركة ، وتنظيف نفسها.
اختارت الأغشية الانتقائية أيون باعتبارها التكنولوجيا الأساسية.
“لسوء الحظ ، فإن الأغشية الانتقائية للأيونات هي مسعور بطبيعتها ، مما يعني أنها صد الماء ، وبالتالي العرق” ، وفقًا للجامعة. “يؤدي ذلك إلى انخفاض استقرار الإشارة واستجابةها. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تتداخل حركة الجسم والاحتكاك مع قراءات المستشعرات ، وهذا هو السبب في أن معظم أجهزة استشعار العرق تعتمد على اتصال ضيق مع الجلد أو المواد اللاصقة.”
كانت بتلات الورد الإلهام البيولوجي لأنها محبة للماء (مما يسمح للقطرات بالتمسك) عند تعرضها لكميات صغيرة من الماء ، ولكنها تتحول إلى الكارهة للماء (سفك الماء في القطرات والتنظيف الذاتي) بمجرد أن تتجاوز كمية الماء عتبة.
كشفت دراسة مفصلة عن نوعين من سطح بتلة الورد: الجوانب الخلفية (المشار إليها إلى وردة مفتوحة بالكامل) من بتلات لها كرات دقيقة دقيقة ، في حين أن الجوانب الأمامية لها جزر متعددة الأضلاع محاطة بالتجاعيد والوطايا الشبيهة بالارتفاع في الوسط.
قام الفريق ببناء أجهزة استشعار للأغشية الانتقائية للأيون باستخدام بنية معروفة: مرتبة مرنة للغاية وموصلة كهربائيًا من أنابيب النانو الكربونية ، التي تتجاوزها بوليمر انتقائي يعتمد على PVC.
تم تعديل الأسطح العلوية من هذه باستخدام قوالب التفاصيل الدقيقة المأخوذة من السطحين بتلة.
وقالت الجامعة إن كلا السطحين أظهروا تحسن كبير في الاحتفاظ بالمياه في الظروف الثابتة مقارنة بالأغشية الانتقائية التقليدية للأيونات. كما قام كلاهما بتحسين النشاط الكيميائي الكهربائي ، ويتم تنظيفه ذاتيًا عند تعرضه لمستويات المياه العالية.
أظهر السطح الذي يشبه البلة الأمامية أعلى حساسية ، ولكن تم اختيار السطح الخلفي لأنه احتفظ بمزيد من الماء مما يجعله أكثر مرونة ضد الحركة.
جهاز إثبات المفهوم (على الرغم من تمييز “Inlet” و “Outlet” ، فإن هذا الجهاز يضع مسطحًا على الجلد)
في دليل على المفهوم ، قام الباحثون ثلاثي الأبعاد بطباعة تصحيحًا يمكن ارتداؤه بحجم الساعة مع قناة ضيقة حملت سطح الاستشعار على بعد 2 مم ، إلى جانب قطب مرجعي للكلوريد الفضي.
بمجرد أن يبدأ الموضوع في التعرق ، سد العرق الفجوة وتلتزم بأجهزة الاستشعار.
وقالت الجامعة: “في اختبارات الجري ، راقبت الأجهزة تركيزات الصوديوم بدقة في العرق ، مما يشير إلى فقدان المنحل بالكهرباء”. “خلال فترات الإنتاج المنخفض ، احتفظت المستشعرات بالسوائل داخل القنوات ، وبمجرد زيادة مستويات العرق أعلى من الحد ، فإنها تسببت في عملية التنظيف الذاتي. وتضمن هذه الآلية ثبات الإشارة وتمنع تكوين الفقاعات التي يمكن أن تسبب ارتفاع إشارة الإشارة.”
عملت جامعة واسدا مع جامعة هيلوان في مصر ، جامعة مصر يابان للعلوم والتكنولوجيا في مصر ومستشفى جامعة طوكيو.
تم نشر العمل على أنه “النزعة الدقيقة للحيوانات الحيوية لتعزيز التصاق العرق في الأغشية الانتقائية الأيونيةفي مجلة Cyborg و Bionic Systems ، مجلة شريك العلوم.
إد: عليك أن تعجب بهذا الفريق للتفاصيل التي درسوا فيها الأسطح الطبيعية والاصطناعية المعنية.
