Sensor yang Dapat Dipakai Mendeteksi Kebocoran Gas
Kecelakaan gas — seperti kebocoran gas beracun di pabrik, kebocoran karbon monoksida boiler, atau mati lemas gas beracun selama pembersihan lubang got — terus merenggut nyawa dan menyebabkan cedera. Mengembangkan sensor yang dapat dengan cepat mendeteksi gas beracun atau biokimia masih menjadi isu penting di sektor kesehatan masyarakat, pemantauan lingkungan, dan militer. Sebuah tim peneliti telah mengembangkan sensor hologram yang murah, sangat ringkas, dan dapat dikenakan yang segera memberi tahu pengguna tentang deteksi gas yang mudah menguap.
Para peneliti mengintegrasikan metasurface dengan modulator optik kristal cair gas-reaktif untuk mengembangkan sensor yang memberikan alarm holografik visual segera ketika gas berbahaya terdeteksi. Perangkat penginderaan gas konvensional tidak banyak digunakan karena biaya produksinya yang tinggi. Selain itu, sensor gas komersial memiliki keterbatasan karena sulit digunakan dan memiliki portabilitas serta kecepatan reaksi yang buruk.
Baca Wawancara dengan Peneliti
Insinyur Trevon Badloe memberi tahu Ringkasan Teknologi tentang desain sensor yang dapat dikenakan.
Untuk mengatasi masalah ini, tim menggunakan metasurface – perangkat optik yang dikenal memiliki efek “jubah tak terlihat” dengan membuat objek yang terlihat menghilang dengan mengontrol indeks bias cahaya. Metasurface terutama digunakan untuk mengirimkan hologram dua arah atau gambar video 3D dengan mengontrol cahaya secara bebas.
Menggunakan metasurface, tim mengembangkan sensor gas yang dapat mengapungkan alarm gambar holografik di ruang angkasa hanya dalam beberapa detik dengan menggunakan kontrol polarisasi cahaya yang ditransmisikan yang berubah karena perubahan orientasi molekul kristal cair di lapisan kristal cair di dalamnya. perangkat sensor saat terkena gas. Selain itu, sensor gas tidak memerlukan dukungan dari perangkat mekanis atau elektronik eksternal, tidak seperti sensor gas komersial konvensional lainnya.
Para peneliti menggunakan isopropil alkohol sebagai target gas berbahaya yang dikenal sebagai zat beracun yang dapat menyebabkan sakit perut, sakit kepala, pusing, dan bahkan leukemia. Sensor itu dikonfirmasi untuk mendeteksi bahkan jumlah menit sekitar 200 ppm gas. Dalam eksperimen yang sebenarnya menggunakan penanda papan — sumber gas yang mudah menguap dalam kehidupan kita sehari-hari — alarm holografik visual muncul seketika saat penanda dibawa ke sensor.
Metode pencetakan nanokomposit satu langkah dikembangkan untuk menghasilkan sensor gas yang fleksibel dan dapat dipakai. Struktur metasurface, yang sebelumnya diproses pada substrat keras, dirancang untuk memungkinkan produksi cepat dengan proses nanocasting satu langkah pada substrat melengkung atau fleksibel. Ketika sensor fleksibel yang dibuat menggunakan metode ini menempel seperti stiker pada kacamata pengaman, ia dapat mendeteksi gas dan menampilkan alarm hologram. Ini diharapkan dapat diintegrasikan dengan sistem tampilan AR tipe kaca yang sedang dikembangkan di Apple, Samsung, Google, dan Facebook.
Tim sedang mengembangkan sensor lingkungan berkinerja tinggi yang dapat menampilkan jenis dan tingkat konsentrasi gas atau biokimia di sekitarnya dengan alarm holografik dan sedang mempelajari teknik desain optik yang dapat mengkodekan berbagai gambar holografik. Jika studi ini berhasil, mereka dapat digunakan untuk mengurangi kecelakaan yang disebabkan oleh kebocoran biokimia atau gas. Ini akan sangat efektif di lingkungan kerja yang lebih ekstrem di mana kebisingan akustik dan visual sangat intens.
