Ηλεκτρονικές ίνες μάσκες: Η τεχνολογία κόντρα στον ιό – Πώς φτιάχτηκαν

Ηλεκτρονικές ίνες μάσκες: Ερευνητές στη Βρετανία χρησιμοποίησαν τεχνικές 3D εκτύπωσης για τη δημιουργία ηλεκτρονικών ινών για «έξυπνες» μάσκες και αισθητήρες.

Την τεχνολογία έχουν βάλει μπροστά οι επιστήμονες για να δημιουργήσουν καλύτερες «ασπίδες» για τον κορωνοϊό που έχει «χτυπήσει» όλες τις χώρες του κόσμου. Στη Βρετανία ερευνητές του University of Cambridge χρησιμοποίησαν τεχνικές 3D εκτύπωσης (additive manufacturing) για τη δημιουργία ηλεκτρονικών ινών.

Καθεμιά  από αυτές τις ίνες είναι 100 φορές πιο λεπτή από μια ανθρώπινη τρίχα και έτσι δημιούργησαν αισθητήρες πέρα από τις δυνατότητες σημερινών αντίστοιχων συσκευών και υλικών. Η τεχνική εκτύπωσης ινών, η οποία παρουσιάστηκε στο Science Advances, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία φορητών, wearable αναπνευστικών αισθητήρων. Οι αισθητήρες αυτοί είναι υψηλής ευαισθησίας, χαμηλού κόστους και μπορούν να εφαρμοστούν, για παράδειγμα, σε κινητά τηλέφωνα για να συλλέγουν πληροφορίες για την αναπνοή, εικόνες και ήχους.

Η διαφορά με τους αισθητήρες που είναι διαθέσιμοι

Ο Άντι Γουάνγκ, διδακτορικός από το τμήμα Μηχανολογίας του πανεπιστημίου, χρησιμοποίησε αισθητήρα ινών για να εξετάσει την ποσότητα υγρασίας από την αναπνοή που διέρρεε από τη μάσκα του, για συνθήκες αναπνοής όπως η κανονική αναπνοή, η γρήγορη αναπνοή και ο βήχας. Οι αισθητήρες αυτοί παρουσίασαν πολύ καλύτερες επιδόσεις από άλλους συγκρίσιμους αισθητήρες που είναι εμπορικά διαθέσιμοι, ειδικά ως προς την παρακολούθηση της γρήγορης αναπνοής, που υποδεικνύει αναπνευστικά προβλήματα.

Αν και ο αισθητήρας αυτός δεν έχει σχεδιαστεί για τον εντοπισμό σωματιδίων ιών – δεδομένου πως επιστημονικές έρευνες υποδεικνύουν πως ιικά σωματίδια όπως ο κορονοϊός μπορούν να μεταδίδονται μέσω σταγονιδίων από την αναπνοή και αερολυμάτων- οι μετρήσεις ως προς την ποσότητα και την κατεύθυνση της υγρασίας από την αναπνοή που διαρρέει από διάφορα καλύμματα προσώπου θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ένδειξη σχετικά με τα «αδύναμα σημεία» αυτών των μέσω προστασίας.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι περισσότερες διαρροές από υφασμάτινες ή χειρουργικές μάσκες προέρχονται από μπροστά, ειδικά κατά το βήξιμο, ενώ οι περισσότερες διαρροές από μάσκες Ν95 προέρχονται από πάνω και από τα πλευρά. Ωστόσο, και τα δύο είδη, όταν φοριούνται σωστά, βοηθούν στην αποδυνάμωση της ροής της εκπνοής.

Πού αλλού μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τεχνική εκτύπωσης

Πέρα από τους αισθητήρες αναπνοής, η τεχνική εκτύπωσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία βιοσυμβατών ινών παρόμοιων διαστάσεων με βιολογικά κύτταρα, που θα τους επιτρέπει να καθοδηγούν τις κινήσεις των κυττάρων και να «νιώθουν» τη δυναμική αυτή διαδικασία ως ηλεκτρικά σήματα. Επίσης, οι ίνες είναι τόσο μικροσκοπικές που είναι αόρατες στο γυμνό μάτι- οπότε όταν χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση μικρών ηλεκτρικών στοιχείων σε 3D, θα φάνταζε σαν τα ηλεκτρονικά να αιωρούνται στον αέρα. Οι ερευνητές επιδιώκουν την εξέλιξη αυτής της τεχνικής για μια σειρά πολυλειτουργικών αισθητήρων.