ReSURF:een baanbrekende ultrasnelle, rekbare, zelfherstellende, recyclebare sensor

Nationale Universiteit van Singapore, Singapore

De ReSURF-sensor is ontwikkeld door onderzoekers van de Nationale Universiteit van Singapore en bestaat uit een veelzijdig materiaal dat een zelfassemblerend en waterafstotend oppervlak vormt – een concept geïnspireerd op de olieachtige beschermlaag van de menselijke huid. (Afbeelding:College of Design and Engineering bij NUS)

Schoon en veilig water is essentieel voor de menselijke gezondheid en het welzijn. Het speelt ook een cruciale rol in onze voedselzekerheid, ondersteunt hightechindustrieën en maakt duurzame verstedelijking mogelijk. Het snel en nauwkeurig opsporen van besmetting blijft echter in veel delen van de wereld een grote uitdaging. Een baanbrekend nieuw apparaat ontwikkeld door onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) heeft het potentieel om de monitoring en het beheer van de waterkwaliteit aanzienlijk te verbeteren.

Geïnspireerd door de biologische functie van de olieachtige beschermlaag op de menselijke huid, heeft een team van onderzoekers onder leiding van universitair hoofddocent Benjamin Tee van de afdeling Materials Science and Engineering van het College of Design and Engineering van NUS dit concept vertaald in een veelzijdig materiaal, genaamd ReSURF, dat in staat is spontaan een waterafstotende interface te vormen.

Dit nieuwe materiaal, dat kan worden bereid via een snelle microfasescheidingsaanpak, herstelt zichzelf autonoom en kan worden gerecycled. De onderzoekers verwerkten het materiaal in een apparaat dat bekend staat als een tribo-elektrische nanogenerator (TENG), dat de energie uit de beweging van waterdruppels gebruikt om een ​​elektrische lading te creëren. Het resulterende apparaat (ReSURF-sensor) kan worden toegepast als waterkwaliteitsmonitor.

"De ReSURF-sensor kan verschillende verontreinigende stoffen detecteren, zoals oliën en gefluoreerde verbindingen, die een uitdaging vormen voor veel bestaande sensoren. Deze mogelijkheid, samen met unieke kenmerken zoals zelfaangedreven, zelfherstellende, herbruikbaarheid en recycleerbaarheid, positioneert ReSURF als een duurzame oplossing voor realtime, on-site en duurzame monitoring van de waterkwaliteit", aldus Tee.

Het ontwerp van het ReSURF-materiaal en de prestaties van de nieuwe waterkwaliteitssensor door het team zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications .

Bestaande technologieën voor het monitoren van de waterkwaliteit, zoals elektrochemische sensoren, optische detectiesystemen en biosensoren, zijn effectief in bepaalde specifieke toepassingen, zoals het detecteren van zware metalen, fosfor en microbiële vervuiling.

Deze technologieën worden echter vaak geconfronteerd met beperkingen, waaronder een trage respons, hoge kosten, afhankelijkheid van externe reagentia of energiebronnen, beperkte herbruikbaarheid en de behoefte aan omvangrijke laboratoriumapparatuur of gespecialiseerde instrumenten.

De door het NUS-team ontwikkelde ReSURF-sensor overwint deze uitdagingen effectief, vooral bij real-time detectie van de waterkwaliteit ter plaatse. Het zelfaangedreven apparaat heeft het vermogen aangetoond om waterverontreinigingen in ongeveer 6 milliseconden te detecteren (d.w.z. ongeveer 40 keer sneller dan een oogwenk).

Bovendien is de ReSURF-sensor ontworpen om zelfherstellend en recyclebaar te zijn, waardoor het een duurzame en onderhoudsarme oplossing is. Omdat het rekbaar en transparant is, kan het materiaal eenvoudig worden geïntegreerd in flexibele platforms, waaronder zachte robotica en draagbare elektronica, waardoor het zich onderscheidt van conventionele sensormaterialen.

Bovendien biedt het als sensor toegepaste ReSURF-materiaal een milieuvriendelijke oplossing, omdat het dankzij de oplosbaarheid in oplosmiddelen gemakkelijk kan worden gerecycled, waardoor het in nieuwe apparaten kan worden hergebruikt zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.

Neem voor meer informatie contact op met:Zhi Hui Poo op Dit e-mailadres wordt beschermd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien.; +65 651-65-399.