Benang Pendeteksi Gas: Inovasi Untuk Pakaian Kerja di Lingkungan Berbahaya

Insinyur Tufts University telah mengembangkan metode baru untuk membuat benang yang diwarnai yang berubah warna ketika mereka mendeteksi berbagai gas. Para peneliti menunjukkan bahwa dapat dibaca secara visual, atau bahkan lebih tepatnya dengan menggunakan tenunan menjadi pakaian, benang pendeteksi gas yang cerdas dapat memberikan aset keselamatan yang dapat digunakan kembali, dicuci, dan terjangkau di lingkungan medis, tempat kerja, militer dan penyelamatan.

Para peneliti menyatakan bahwa meskipun tidak menggantikan presisi perangkat elektronik yang biasa digunakan untuk mendeteksi gas yang mudah menguap, penggabungan deteksi gas ke dalam tekstil memungkinkan pembacaan tanpa peralatan dan pelatihan khusus. Pendekatan semacam itu dapat membuat teknologi dapat diakses oleh tenaga kerja umum, atau komunitas sumber daya rendah yang dapat mengambil manfaat dari informasi yang diberikan tekstil.

Penelitian ini menggunakan pewarna berbasis mangan, MnTPP, metil merah, dan bromitol biru untuk membuktikan konsep tersebut. MnTPP dan bromitol biru dapat mendeteksi amonia sedangkan metil merah dapat mendeteksi hidrogen klorida – gas yang biasanya dilepaskan dari persediaan pembersih, pupuk dan produksi bahan kimia dan bahan. Proses tiga langkah “menjebak” pewarna di utas. Benang pertama-tama dicelupkan ke dalam pewarna, kemudian diperlakukan dengan asam asetat, yang membuat permukaannya lebih kasar dan membengkak seratnya, memungkinkan interaksi yang lebih mengikat antara pewarna dan tapak. Akhirnya, benang diperlakukan dengan polydimethylsiloxane (PDMS), yang menciptakan segel fisik yang fleksibel di sekitar benang dan pewarna, yang juga menolak air dan mencegah pewarna dari pencucian selama pencucian. PDMS gas permeabel, memungkinkan analit untuk mencapai pewarna optik.

Sameer Sonkusale, profesor teknik listrik dan komputer di Sekolah Teknik Universitas Tufts yang mengepalai Laboratorium Nano di Tufts menyatakan bahwa pewarna yang mereka gunakan bekerja dengan cara yang berbeda, sehingga kami dapat mendeteksi gas dengan kimia yang berbeda. Tim Sonkusale menggunakan pewarna sederhana yang mendeteksi gas dengan sifat asam atau basa. “Tapi karena kita menggunakan metode yang secara efektif menjebak pewarna ke benang, daripada mengandalkan ikatan kimia, kita memiliki lebih banyak fleksibilitas untuk menggunakan pewarna dengan berbagai kimia fungsional untuk mendeteksi berbagai jenis gas,” katanya.

Pewarna yang diuji berubah warna dengan cara yang tergantung dan sebanding dengan konsentrasi gas yang diukur menggunakan metode spektroskopi.  Smartphone digunakan untuk membaca dan mengukur perubahan warna atau menginterpretasikan tanda tangan warna menggunakan banyak untaian dan pewarna. “Itu akan memungkinkan kami meningkatkan deteksi untuk mengukur banyak analit sekaligus, atau untuk membedakan analit dengan tanda kolorimetri yang unik,” kata Sonkusale.

Benang-benang itu bahkan bekerja di bawah air, mendeteksi keberadaan amonia terlarut. Rachel Owyeung, penulis utama dan mahasiswa pascasarjana di Tufts Department of Chemical and Biological Engineering menyatakan bahwa meskipun PDMS bersifat hidrofobik dan menahan air dari benang, gas terlarut masih dapat mencapai pewarna yang akan diukur. “Sebagai sensor gas terlarut, kami membayangkan kain pintar mendeteksi karbon dioksida atau senyawa organik volatil lainnya selama eksplorasi minyak dan gas sebagai satu aplikasi yang memungkinkan,” kata Rachel.
Karena pencucian berulang atau penggunaan di bawah air tidak mencairkan pewarna, benang dapat diandalkan untuk deteksi kuantitatif yang konsisten berkali-kali, kata para peneliti


Sumber : sciencedaily

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *