3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού

//3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού

3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού

Το συναντάμε παντού στη φύση και θεωρείται ως ένας από τους «θεμελιώδεις λίθους» της ζωής. Καλύπτει το αξιοσημείωτο ποσοστό της τάξεως του 70,9% του πλανήτη μας και απαντάται σε τρεις βασικές μορφές. Την αέρια (υδρατμοί), την υγρή (ύδωρ) και τη στερεά (πάγος). Ακόμα και το ίδιο μας το σώμα απαρτίζεται στο μεγαλύτερο μέρος του συνόλου του από τη χημική ένωση Η2Ο. Φυσικά αναφερόμαστε στο νερό, ένα στοιχείο άκρως απαραίτητο για τη διατήρηση των βιολογικών μας λειτουργιών και την πνευματική μας ισορροπία. Χωρίς αμφιβολία, κανείς δε θα ήθελε να φανταστεί έναν κόσμο που θα χαρακτηρίζεται από την απουσία του. Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως, συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο. Ο φίλος εύκολα μετατρέπεται σε εχθρό και εκεί ακριβώς είναι το σημείο που η άλλοτε αναγκαία παρουσία του νερού, γίνεται κυριολεκτικά ανεπιθύμητη.

3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού 63 scientistsdi

Μια Ισπανο-Ισραηλινή ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο UAM (Autonomous University of Madrid), με επικεφαλής τον Pilar Amo-Ochoa, κατάφερε και ανέπτυξε έναν καινοτόμο 3D εκτυπωμένο αισθητήρα, ικανό να ανιχνεύει μικροσκοπικές ποσότητες νερού. Αποτελείται από ένα σύνθετο, μη τοξικό πολυμερές, το οποίο ανάλογα με την ποσότητα του υγρού στοιχείου που ανιχνεύει, αλλάζει σταδιακά το χρώμα του από μωβ σε μπλε. «Η πλήρης κατανόηση της ακριβούς ποσότητας του νερού που υπάρχει σε ένα συγκεκριμένο υλικό ή γενικότερο περιβάλλον, είναι μια ιδιαίτερα σημαντική παράμετρος. Για παράδειγμα, εάν η παρουσία του στα βιομηχανικά λιπαντικά ξεπερνάει τα επιτρεπτά όρια, τότε η φθορά των μετάλλων θα είναι πολύ πιο γρήγορη, ενώ σε αντίστοιχη περίπτωση που αφορά την ποιότητα των καυσίμων, η απόδοση ενός κινητήρα θα είναι μειωμένη.», εξηγεί ο επιστήμονας του DESY (ερευνητικού κέντρου στη Γερμανία, ειδικευόμενο στην κατασκευή επιταχυντών σωματιδίων), Michael Wharmby.

3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού DESY header blog

Το νέο 3D εκτυπωμένο υλικό είναι στην ουσία ένα πολυμερές, το οποίο είναι προϊόν μιας χημικής ένωσης που αποτελείται από ένα μόριο νερού συνδεδεμένο με ένα κεντρικό άτομο χαλκού. Χρησιμοποιώντας τη δέσμη φωτός «PETRA III» του DESY (Deutsches ElektronenSynchrotron), οι επιστήμονες ανέλυσαν τις αλλαγές που παρουσίασε το πολυμερές υλικό κατά τη θέρμανση. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως όταν η θερμοκρασία φθάσει τους 60 βαθμούς Κελσίου, τα μόρια του νερού αποσυνδέονται από τα άτομα του χαλκού και στη συνέχεια αποβάλλονται από την επιφάνεια του υλικού. Μια διαδικασία που επιδρά άμεσα στο χρώμα του πολυμερούς, αλλάζοντάς το από μπλε σε μωβ. Η επιστημονική ομάδα διαπίστωσε πως η διαδικασία που προαναφέραμε μπορεί κάλλιστα να αντιστραφεί, δεσμεύοντας τα μόρια και προδίδοντας φυσικά την παρουσία του νερού. Το 3D εκτυπωμένο υλικό θα μπορούσε να τοποθετηθεί στο εξωτερικό περιβάλλον ή μέσα σε κάποιον διαλύτη, όπου θα μπορούσε να ανιχνεύσει την παρουσία νερού σε ποσοστό 0,3% έως 4% σε μόλις δύο λεπτά, διαφοροποιώντας το χρώμα του αναλόγως.

3D εκτυπωμένος αισθητήρας, ικανός να ανιχνεύει την παραμικρή παρουσία νερού DSC 0054 2

Τεχνολόγος - Ερευνητής, Αρθρογράφος