Las narices de los camellos inspiran un nuevo sensor de humedad

El dispositivo podía detectar de forma fiable las variaciones de humedad en entornos que incluían los gases de escape industriales y el aire que rodea la piel humana

21.01.2022 - Estados Unidos

Los camellos tienen una reconocida capacidad para sobrevivir con poca agua. También son expertos en encontrar algo que beber en el vasto desierto, utilizando narices que son exquisitos detectores de humedad. En un nuevo estudio publicado en ACS Nano, los investigadores describen un sensor de humedad inspirado en la estructura y las propiedades de la nariz de los camellos. En los experimentos, descubrieron que este dispositivo podía detectar con fiabilidad las variaciones de humedad en entornos que incluían gases de escape industriales y el aire que rodea la piel humana.

Los seres humanos a veces necesitan determinar la presencia de humedad en el aire, pero no son tan hábiles como los camellos para detectar el agua con la nariz. En su lugar, las personas deben utilizar dispositivos para localizar agua en entornos áridos, o para identificar fugas o analizar los gases de escape en instalaciones industriales. Sin embargo, todos los sensores disponibles en la actualidad presentan importantes inconvenientes. Algunos dispositivos pueden ser duraderos, por ejemplo, pero tienen una baja sensibilidad a la presencia de agua. Por otra parte, la luz solar puede interferir con algunos detectores muy sensibles, lo que dificulta su uso en exteriores, por ejemplo. Para idear un sensor duradero e inteligente capaz de detectar incluso niveles bajos de moléculas de agua en el aire, Weiguo Huang, Jian Song y sus colegas se fijaron en la nariz de los camellos.

La nariz de los camellos es estrecha y tiene una gran superficie, recubierta de una mucosidad que absorbe el agua. Para imitar la estructura de gran superficie de la nariz, el equipo creó una red de polímeros porosos. Sobre ella colocaron unas moléculas que atraen la humedad, denominadas zwitteriones, para simular la propiedad del moco de cambiar de capacitancia al variar la humedad. En los experimentos, el dispositivo era duradero y podía controlar las fluctuaciones de humedad en los gases de escape industriales calientes, encontrar la ubicación de una fuente de agua y detectar la humedad que emana del cuerpo humano. El sensor no sólo respondía a los cambios en la transpiración de la piel de una persona mientras hacía ejercicio, sino que detectaba la presencia de un dedo humano e incluso podía seguir su trayectoria en forma de V o L. Esta sensibilidad sugiere que el dispositivo podría convertirse en la base de una interfaz sin contacto a través de la cual alguien podría comunicarse con un ordenador, según los investigadores. Además, la respuesta eléctrica del sensor a la humedad puede ajustarse, como las señales enviadas por las neuronas humanas, lo que podría permitirle aprender mediante inteligencia artificial, dicen.

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