الیاف بسیار ریز و چاپ شده سه بعدی، میتوانند نشت ماسک های صورت را کنترل کنند.

محققان داشنگاه کمبریج از پیشرفت های اخیر در چاپ سه بعدی برای تولید الیاف اکترونیکی استفاده کرده اند که میتوان از آنها به عنوان سنسور هایی برای کنترل و نظارت بر سلامت استفاده شود، درحالی که اینها با چشم غیر مسلح قابل روئیت نیستند. این الیاف به عنوان سنسور های تنفسی قابل حمل به شمار می آیند، اما تیم تحقیق میگوید از این روش می توان برای تولید حسگرهای کم هزینه ، برای طیف وسیعی از برنامه ها استفاده کرد.

به گزارش پایگاه خبری تحقیق و توسعه به نقل از نیواطلس،  روش چاپ سه بعدی این تیم چنین است که ، با استفاده از پلیمر های نقره و نیمه رسانا هسته الیاف ساخته میشود که تمام این الیاف بافته شده، درون غلاف نازکی از پلیمر پیچیده میشود. از نظر ساختاری شبیه به سیم های الکتریکی معمولی است، اما موضوع اصلی آن است که قطرشان باید چند میکرومتر باشد یعنی حدود ۱۰۰ برابر نازک تر از موی انسان.

دانشمندان با استفاده از آن برای پوشاندن صورت و سپس استفاده از برای کنترل موارد تنفسی، این حسگر فیبری را به یک مانیتور تنفسی قابل حمل تبدیل کردند. این تیم با استفاده از این سنسور نه تنها علائم تنفس سریع، تنگی نفس و سرفه شبیه سازی شده و ساختگی را با موفقیت تشخیص داد، بلکه محل نشت ماسک مورد نظر را نیز ردیابی کرد.

با اجرا کردن این طرح بر روی ماسک های پارچه ای و ماسک های جراحی، این گروه دریافتند که نشت در مرحله اول از قسمت جلو، به ویژه هنگام سرفه کردن ایجاد میشود. درمورد ماسک های N95  نیز، محققان دریافتند که بیشتر نشت از اطراف آن خارج میشود.

و این ، با توجه به اهمیت ماسک های صورت در مقابل کووید ۱۹، و همچنین در برابر نشان دادن پتانسیل این ابداع، که به گفته تیم عملکرد بهتری نسبت به سنسور های تجاری قابل مقایسه با خود را دارد، یک آزمایش مفید به اثبات رسیده است.

دکتر یان یان شری هوانگ، از گروه مهندسی کمبریج که این تحقیق را رهبری میکند گفت:

-“سنسور های ساخته شده از الیاف رسانای نازک، در مقایسه با روش های لایه برداری نازک در فیزیک برای سنجش حجمی مایعات و گاز ها به صورت سه بعدی، بسیار مفید تر هستند. اما هنوز هم چا و تلفیق آنها در دستگاه ها و تولید آنها در مقیاس بزرگتر چالش برانگیز بوده است.”

این تیم همچنین توانست با استفاده از تکنیک سه بعدی همه کاره خود برای تولید الیاف زیست سازگار (زیست تخریب پذیر) با اندازه و شکل مشابه با سلولهای بیولوژیکی استفاده کند. به گفته این تیم، این دستگاه های میکروسکوپی میتوانند برای کمک به “هدایت” سلول ها به الگو های مورد نظر استفاده شوند. علاوه بر این، این فیبرها میتوانند به تلفن های هوشمند همراه متصل شده تا صدا را از طریق پیزوالکتریک های صوتی حس کنند و در نهایت به کاربران آن کمک کنند تا از محیط اطرافشان آگاهی بهتری پیدا کنند.

هوانگ میگوید: “سنسور های فیبری ما سبک، ارزان و کوچک اند و استفاده از آنها آسان است. بنابراین به طور بلقوه توانایی تست شدن آنها در لوازم خانگی مورد آزمایش وجود دارد، این کار، امکان آگاهی از محیط اطراف را به عموم مردم میدهد و آنها میتوانند خود به عنوان کنترل کننده این ابزار ها از آنها استفاده کنند.”

این تحقیق از روی ژرنال پیشرفت های آینده منتشر شده است .