Renk Değiştiren Mürekkep Giysileri Dev Kimyasal Sensörlere Dönüştürüyor

Fotoğraf: İpek proteinlerinden yapılan renk değiştiren mürekkep pH’da değişiklikler gösterir

Yeni bir renk değiştiren mürekkep, sağlık ve çevre izlemesine yardımcı olabilir – örneğin, tere maruz kaldığında tonları değiştiren kıyafetlere veya karbon monoksit bir odaya girerse renkleri değiştiren bir goblene izin verir. Formülasyon bir tişörtten bir çadıra kadar herhangi bir şey üzerine basılabilir.

Akıllı saatler ve yamalar gibi giyilebilir algılama cihazları kalp atış hızını, kan şekerini ve daha fazlasını izlemek için elektronik kullanır. Şimdi Tufts Üniversitesi’nin Silklab’ındaki araştırmacılar, yeni ipek bazlı mürekkeplerinin vücutta veya etrafındaki kimyasalların varlığına yanıt verebileceğini ve miktarını ölçebileceğini söylüyor. Silklab’ın biyomedikal mühendisi Fiorenzo Omenetto ve yeni teknolojiyle ilgili makalenin yazarı olan Fiorenzo Omenetto, Silk’in “biyolojik materyaller için koruyucu bir ‘koza’ gibi davranabilme” yeteneğinin, mürekkebe gerekli algılama ve renk değiştiren malzemelerin eklenebileceği anlamına geldiğini söylüyor.

Fotoğraf: pH’a duyarlı mürekkebin maruz kalmaya bağlı olarak nasıl değiştiğini gösteren örnek

Araştırmacılar, mürekkep püskürtmeli yazıcıların kumaşa püskürtebileceği, yamalar veya eldiven gibi küçük eşyaları sensörlere dönüştürebileceği malzemenin daha önceki bir versiyonunu oluşturmuşlardı. Mayıs ayında Advanced Materials’da çevrimiçi olarak yayınlanan son çalışma için, serigrafide çalışmasını sağlamak için mürekkebi kimyasal sodyum aljinat ile kalınlaştırdılar ve daha sonra çeşitli reaktif maddeler eklediler. Omenetto, yeni mürekkeple artık “çok sayıda reaktif elementi büyük yüzeylere kolayca basabiliyorlar” diyor.

Ekip, ham lifleri, araştırmacıların suda askıya aldığı bileşen proteinlere ayırarak ipek mürekkebi yaptı. Daha sonra reaktif moleküller (pH’a duyarlı göstergeler ve laktat oksidaz gibi) karıştılar ve ortaya çıkan ürünlerin çevrelerindeki değişikliklere maruz kaldıklarında nasıl renk değiştirdiklerini analiz ettiler. Kumaş üzerine basıldığında ve yıprandığında, pH göstergeleri cilt sağlığı veya dehidrasyonu hakkında fikir verebilir; laktat oksidaz kullanıcının yorgunluk seviyesini ölçebilir. Değişiklikler çıplak gözle görülebilir, ancak araştırmacılar ayrıca renk varyasyonlarını sürekli olarak izlemek ve bir değerler veritabanı oluşturmak için bir kamera görüntüleme analizi kullandılar.

Omenetto, “Tişört durumunda, kullanıcı tişörtü egzersiz yaparken terinin asitlik dağılımıyla ilişkili renklerle ‘boyar’” diyor. Bu faaliyeti izlemeye yardımcı olması için mürekkebi kullanmayı öngörüyor. Ayrıca, bir odadaki çevresel değişiklikleri izlemek veya bakterilere yanıt vermek ve hastalık ilerlemesini takip etmek için de uyarlanabilir.

Hawaii Üniversitesi’nden Manoa’daki makine mühendisi Tyler Ray, çalışmaya dahil değildi, bugünün giyilebilir monitörlerinin çoğunun katı, kablolu ve nispeten hantal olduğunu belirtiyor. Yeni mürekkep teknolojisi “tüketici giyilebilir cihazlarını eğlence amaçlı yenilik cihazlarından, vücuda takılan, klinikte fizyolojik ölçüm araçlarına dönüştürerek hekimin harekete geçirebileceği bilgiler veriyor” diyor. Ancak “herhangi bir kolorimetrik yaklaşımdaki zorluklardan biri, aydınlatma veya kullanılan kamera gibi çeşitli çevresel koşulların doğruluk üzerindeki etkisidir.” Gelecekteki çalışmaların bu konuları ele alması gerekecektir.

Kaynak: scientificamerican.com