Команда из Университета Вашингтона задалась целью создать универсальный детектор утечек воды, и бумага, покрытая проводящими наноматериалами, может сообщать о такого рода проблемах с помощью светодиодов или беспроводной сигнализации. На самом деле, даже в современных условиях эффективный детектор воды очень сложно сделать, в том числе, из-за ее химических особенностей, а все современные способы дороги и сложнореализуемы. Ученые предлагают абсолютно новаторский подход.
Как это часто бывает, команда открыла «чувствительную» бумагу случайно. Во время одного из экспериментов капля воды упала на проводящую бумагу, созданную командой, в результате чего один из LED-индикторов погас. Сначала ученые решили, что их эксперимент был испорчен и только потом поняли, что создали бумагу, «чувствительную» к воде. Как это работает смотрите ниже:
Когда вода попадает на бумагу, клетки ее волокон увеличиваются в три раза. Это расширение вытесняет проводящие наноматериалы внутри бумаги, что, в свою очередь, нарушает электрические связи и приводит к отключению светодиодного индикатора. Этот процесс полностью обратим, и по мере того, как бумага высыхает, проводящая сеть снова замыкается, поэтому она может использоваться множество раз.
Таким образом, бумага может обнаруживать присутствие воды (например на производстве или в коммуникациях), а затем посылать сигнал по беспроводной сети в центр управления, чтобы техники смогли быстро найти и устранить утечку.
Еще одно преимущество такой бумаги в том, что под нее не нужно переделывать производство — необходимые наноматериалы можно добавить к любой бумаге в рамках обычного процесса. При этом материалы изготовлены из углерода, который можно получить из почти любого природного материала путем сжигания. Атомы углерода могут затем быть извлечены из получившегося угля.
Результаты исследования были опубликованы в издании Journal of Materials Chemistry.