Дышащий датчик для маски научился обнаруживать опасные газы в реальном времени

Защитные маски на промышленных объектах, у строителей, пожарных и работников химических производств защищают от твёрдых частиц, но не всегда своевременно предупреждают о присутствии токсичных газов. Работник может не почувствовать опасного уровня CO, NO₂ или летучих органических соединений (VOC) до появления первых симптомов отравления — а это уже критическое промедление. Новая разработка, описанная на Phys.org, интегрирует газовый сенсор прямо в структуру защитной маски, делая её «умной» в буквальном смысле.

Ключевое техническое достижение — создание датчика, пропускающего воздух для дыхания. Обычные газовые сенсоры не приспособлены к постоянному потоку дыхательного воздуха: влага, перепады давления и температура быстро вызывают дрейф показаний. Новый «дышащий» сенсор решает эту проблему через специальную пористую конструкцию чувствительного элемента — он одновременно позволяет воздуху проходить для дыхания и регистрирует химический состав этого потока.

Чувствительный элемент, по данным исследователей, основан на проводящем полимерном нанокомпозите, меняющем электрическое сопротивление при контакте с целевыми газами. Встроенная электроника обрабатывает сигнал в реальном времени и может передавать данные на смартфон или беспроводную систему мониторинга.

В лабораторных испытаниях датчик продемонстрировал:

— обнаружение целевых газов при концентрациях в диапазоне, значимом для гигиены труда; — сохранение функциональности при нормальном дыхательном ритме; — стабильный сигнал в течение нескольких часов работы.

Ещё одно важное свойство — маска при этом остаётся носибельной и не существенно увеличивает сопротивление дыханию — что критично для практического применения.

Потенциальные пользователи — работники химических и нефтехимических производств, горных предприятий, коммунальных служб, а также пожарные и спасатели. Умная маска с газовым сенсором позволяет предупредить работника об опасном уровне загрязнения ещё до появления симптомов, давая время покинуть зону или надеть изолирующий аппарат.

До промышленного применения предстоит оценить долгосрочную стабильность датчика в реальных условиях эксплуатации, стойкость к влажности, пыли и механическим нагрузкам, а также сертификацию по стандартам промышленной безопасности.

Ранее pronedra.ru писал о носимом датчике экологических угроз.