В мире химии

Хлопковая нить проследит за дегидратацией спортсменов

15 января 2017

Исследователи из Италии интегрировали устройство, отслеживающее концентрацию соли в поте, в хлопковую нить. Затем нить может быть воткана в ткань и применяться для отслеживания степени дегидратации спортсменов за счет измерения интенсивности их потоотделения.



Капля жидкого электролита, контактирующая с нитью. (Рисунок из J. Mater. Chem., 2012, DOI: 10.1039/c2jm34898e)

В качестве электронных сенсоров давно было предложено применять функционализированные волокна, которые можно воткать в ткань одежды, однако до недавнего времени такие волокна могли работать только в гелях или твердых электролитов, что обуславливает необходимость применения сложных методик интегрирования функционализированной нити в тканный материал или же такие детекторы оказывались бесполезны при анализе жидкостей.

Для решения этих проблем Никола Коппеде (Nicola Copped?) с коллегами разработали устройство, которое может использовать жидкость (в данном случае пот) в качестве электролита и, таким образом, выполнять роль жидкого сенсора.

Исследователи функционализировали хлопковое волокно электропроводным полимером PEDOT:PSS (так обозначается сополимер поли(3,4-этилендиокситиофен):полистиролсульфонат) и серебряным проводом. По словам Коппеде, такие волокна полностью совместимы со стандартной тканью. Даже будучи импрегнированными электропроводным полимером, нить сохраняет свои механические характеристики, а тонкие серебряные провода уже достаточно часто применяются при изготовлении тканей специального назначения.

Функционализированные волокна могут применяться для измерения силы тока, протекающего по этой нити, когда между ней и серебряным проводом появляется контакт (этот контакт обеспечивается потом атлета). Напряжение, подающееся на серебряный провод, способствует перемещению ионов, содержащихся в жидкости (поте) к хлопковой нити, изменяя ее проводимость. Проводимость будет зависеть от концентрации ионов, содержащихся в жидкости.

Коппеде поясняет, что исследователи использовали сенсор для определения концентрации соли в поте человека. Новое устройство было испытано на спортсменах, которые 10 минут кардионагрузки и через 40 минут, после чего результаты сравнили. Было обнаружено, что для всех испытуемых концентрация соли уменьшалась. Он добавляет, что с помощью простого и дешевого электрохимического прибора, который можно интегрировать в одежду, появляется возможность определять степень гидратации спортсмена в режиме реального времени.

Коппеде отмечает, что новая система может применяться не только для мониторинга состояния спортсменов, но и для мониторинга состояния пациентов, находящихся без сознания – внедренный в одежду детектор, позволяющий следить за потоотделением таких пациентов, может оказать неоценимую помощь врачам.

Цзыцзянь Чжэн (Zijian Zheng) из Политехнического Университета Гонконга отмечает, что работа Коппеде весьма интересна и представляет собой важный шаг в разработке «электронного текстиля». Он добавляет, что производство хлопковых нитей, покрытых PEDOT:PSS, достаточно просто и может быть масштабировано; такие нити могут использоваться в тканях более сложного состава.

Тем не менее, он подчеркивает, что покрытие PEDOT:PSS на хлопке может быть нестабильно и не может применяться в течение длительного времени. Также PEDOT:PSS поглощает влагу и проявляет кислую среду, что может быть опасно для целлюлозы, из которой на 90% состоит хлопковое волокно (в кислых условиях целлюлоза гидролизуется).

Источник: J. Mater. Chem., 2012, DOI: 10.1039/c2jm34898e


метки статьи: аналитическая химия, бытовая химия, химия полимеров, электрохимия

В мире химии

Другие новости

19 августа 2016 Подключен и готов светиться

Еще три десятка лет назад исследователи не верили, что стабильные двойные связи при комнатной температуре смогут образовывать другие элементы, кроме углерода, азота и водорода. Однако открытие «кинетической защищающих» лигандов [«kinetic...


27 июля 2014 Соединения урана для восстановления углекислого газа

Исследователи из Европы синтезировали комплексы урана, которые приближают возможность получения ценных химических продуктов из диоксида углерода. Исследователями описан первый пример восстановительного сочетания диоксида углерода на актиноидном металлоцентре. (Рисунок из Chem....


18 марта 2007 Разрезая каплю

метод внутрирастворной микроэкстракции – перераспределения веществ из смешанных капель коллоидного раствора в отдельные капли с повышенной концентрацией желаемых соединений