防水传感器可防儿童溺水
2022-10-25 3848 朱良 澳门日报
可穿戴应变感测器在人体运动监测中越来越普及,甚至可以检测关节运动和脉搏等微小的生理信号。然而,长期稳定地监测水下人体运动仍然是一个显着挑战,因为电子设备可能会在潮湿环境中失去效力。由此,福州大学黄剑莹、赖跃坤和延世大学朴哲民等人合作,通过对氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷微纳米粒子的浸涂,製备了一种超疏水、导电的针织聚酯织物应变感测器。
据悉,设备可以应用到Apple Watch等可穿戴设备或专为游泳而设计的专业设备中。市场上的类似传感器需要厚保护,这可能会导致皮肤刺激,但新技术设计有类似硅的层,无需笨重的外壳。
研究人员将一块涤纶针织面料浸入氧化石墨烯溶液中,然后浸入氢碘酸中。当将涂层织物样品贴在人的手指上,然后在水下弯曲时,它会产生可测量的电响应。测试中,传感器在试样的水接触角为一百五十六度,变形后(拉伸至原长度的两倍或弯曲至八十度)仍保持在一百五十以上。此外,在三百次磨损循环和二十次加速洗涤循环后,样品在超疏水性和电导率方面表现出满意的机械稳定性。该团队还将基于织物的传感器与电源和数据收集器相结合,创建了一个智能水下运动系统,可以将电响应无线传输到智能手机应用程式。
为了测试传感器,该团队将其连接到一个电动游泳娃娃上。当娃娃移动它的腿时,传感器能够跟蹤动作,当娃娃停止移动时,应用程序会收到一条红色警告消息。研究人员表示,由于智能运动传感器排斥水,它可以帮助监测游泳者的安全,并可用于其他类型的水下传感器。
根据美国疾病控制与预防中心的最新数据,每天有十名美国人死于溺水,每年有三千五百多人死亡,儿童佔这些死亡人数的五分之一,或每年约七百人——其中许多儿童溺水死亡发生在阳光明媚的加利福尼亚,那里的许多家庭都有游泳池;西海岸州已经有三百多人溺水死亡,其中近一半涉及儿童。
美国儿科学会建议从四岁开始上游泳课。此前,该委员会反对在那个年龄之前游泳,但现在表示它“不反对”从一岁开始的儿童游泳项目。自二○一八年一月一日起,加利福尼亚州实施了一项新法律,规定了新的私人游泳池需要採取更严格的安全措施,以防止意外溺水,包括自动关闭门和自动警报。
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