Amerykańscy naukowcy opracowali nowy typ nanowłókien węglowych, służących jako wskaźniki prawidłowego działania filtrów do masek chroniących przed szkodliwymi substancjami chemicznymi i biologicznymi – poinformował portal EurekAlert.
Maski chroniące przed szkodliwymi substancjami chemicznymi, biologicznymi i przeciwgazowe są wyposażone w pochłaniacze, których substancją czynną jest węgiel aktywowany. Wiąże on szkodliwe bądź trujące pary i aerozole. Filtr ma jednak określony czas działania bądź termin przydatności. Przekroczenie terminu lub praca w niebezpiecznym środowisku, grożą przebiciami pochłaniaczy i fatalnymi konsekwencjami dla posiadacza maski, do śmierci włącznie.
Grupa naukowców z University of California (UC) w San Diego i inżynierów z Tyco Electronics opracowała materiał, który może służyć jako wskaźnik prawidłowego działania pochłaniacza. Jest to światłowód fotoniczny oparty na nanorurkach węglowych.
Światłowód fotoniczny jest światłowodem zbudowanym na krysztale fotonicznym. To materiał optoelektroniczny, składający się na przemian z komórek elementarnych o dużym i małym współczynniku załamania światła i rozmiarach porównywalnych z długością fal świetlnych z określonego przedziału widma. Przykładem naturalnie występującego kryształu fotonicznego jest opal.
Skonstruowany przez zespół naukowców pod kierownictwem prof. Michaela Sailora, chemika i biochemika z UC, światłowód fotoniczny oparty na nanorurkach węglowych zmienia kolor w zależności od stanu filtra z węglem aktywowanym. Jak powiedział EurekAlert prof. Sailor, nanorurki węglowe, mając te same właściwości, co węgiel aktywowany, w podobny sposób wiążą się ze związkami chemicznymi, zwłaszcza trującymi związkami organicznymi.
W miarę jak porowate nanorurki absorbują szkodliwe substancje, zmienia się współczynnik załamania w krysztale fotonicznym, co powoduje zmianę barwy i intensywności światła podawanego przez światłowód. Nanorurki użyte w czujniku mają grubość o połowę mniejszą niż ludzki włos. Są one bardzo czułe – w pierwszych eksperymentach wykrywały koncentrację toluenu w powietrzu w ilości 1 cząsteczki na 1 mln cząsteczek powietrza.
Rozwiązaniem zespołu badawczego interesują się Departament Bezpieczeństwa Wewnętrznego i Departament Obrony USA. Czujniki takie, według informacji podanych przez Tyco Electronics, pojawią się za 2-3 lata na rynku w komercyjnym sprzęcie BHP, ochrony i ratowniczym.
