駱駝的鼻子激發(fā)了一種新的濕度傳感器
駱駝以很少的水生存著稱。他們還擅長在廣闊的沙漠中尋找可以喝的東西，用鼻子是精致的濕度探測器。在ACS Nano的一項(xiàng)新研究中，研究人員描述了一種受駱駝鼻子結(jié)構(gòu)和特性啟發(fā)的濕度傳感器。在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)該設(shè)備可以可靠地檢測環(huán)境中的濕度變化，包括工業(yè)廢氣和人體皮膚周圍的空氣。
人類有時(shí)需要確定空氣中是否存在水分，但人類在用鼻子感知水分方面不如駱駝熟練。相反，人們必須使用設(shè)備來定位干旱環(huán)境中的水，或者識別泄漏或分析工業(yè)設(shè)施中的廢氣。然而，目前可用的傳感器都具有明顯的缺點(diǎn)。例如，某些設(shè)備可能很耐用，但對水的存在敏感性較低。同時(shí)，陽光會(huì)干擾一些高度敏感的探測器，例如，使其難以在戶外使用。為了設(shè)計(jì)一種耐用的智能傳感器，甚至可以檢測到空氣中微量的水分子，黃偉國、宋建和他們的同事研究了駱駝的鼻子。
駱駝鼻子內(nèi)狹窄的、卷軸狀的通道形成了一個(gè)很大的表面積，上面布滿了吸水的粘液。為了模仿鼻子內(nèi)的高表面積結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)多孔聚合物網(wǎng)絡(luò)。在其上，他們放置了稱為兩性離子的吸濕分子，以模擬粘液的特性，從而隨著濕度的變化而改變電容。在實(shí)驗(yàn)中，該設(shè)備經(jīng)久耐用，可以監(jiān)測高溫工業(yè)廢氣中的濕度波動(dòng)，找到水源的位置并感應(yīng)人體散發(fā)的水分. 傳感器不僅可以在人們運(yùn)動(dòng)時(shí)對皮膚出汗的變化做出反應(yīng)，它還可以檢測到人手指的存在，甚至可以沿 V 形或 L 形軌跡移動(dòng)。研究人員表示，這種敏感性表明該設(shè)備可能成為非接觸式界面的基礎(chǔ)，人們可以通過該界面與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。更重要的是，傳感器對水分的電響應(yīng)可以調(diào)整或調(diào)整，就像人類神經(jīng)元發(fā)出的信號一樣——可能允許它通過人工智能學(xué)習(xí)，他們說。
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