Ғалымдар тәттілендіргіш ретінде танылған стевияның иілгіш электроникаға қажет жаңа материал жасауға көмектесуі мүмкін екенін анықтады, деп жазады Ertenmedia.kz.
Стевия көпшілікке қанттың төмен калориялы баламасы ретінде белгілі. Оны көбіне шай мен кофеге қосылатын табиғи тәттілендіргіш деп қабылдаймыз. Алайда жаңа зерттеу бұл өсімдіктің мүмкіндігі асүймен ғана шектелмейтінін көрсетті. Ғалымдар стевия негізіндегі гидрогельді икемді сенсорлар мен киілетін электронды құрылғыларға арналған энергия жинайтын материал ретінде сынап көрді.
Advanced Materials журналында жарияланған зерттеуде стевия мен поливинил спиртінен жасалған гидрогель негізіндегі трибоэлектрлік наногенератор сипатталған. Ғылыми тілде ол S-TENG деп аталады. Қарапайым түсіндірсек, бұл басқанда, майыстырғанда, созғанда немесе қозғалыс кезінде аз мөлшерде электр өндіретін жұмсақ сенсорлық материал.
Мұндай материал болашақта адамның денесіне жабыстырылатын жұқа сенсорларда, киімге енгізілетін медициналық құрылғыларда, қозғалысты бақылайтын пластырьларда және өздігінен қуат жинайтын шағын электроникада қолданылуы мүмкін. Әсіресе ұйқыны, жүрек соғуын, дене қимылын, буын қозғалысын немесе реабилитация барысын бақылауға арналған киілетін құрылғылар үшін бұл маңызды бағыт саналады.
Қазір әлемде иілгіш электроникаға қызығушылық жоғары. Қатталатын телефон, иілетін планшет, теріге ұқсас сенсор, денемен бірге қозғала алатын медициналық құрылғы секілді технологиялар нарыққа біртіндеп еніп келеді. Бірақ мұндай құрылғыларды жасауға кедергі көп. Қолданылатын материалдардың бір бөлігі тым сынғыш, бір бөлігі мөлдір емес, ал кейбірі бірнеше рет созылып-майысқаннан кейін қасиетін жоғалтады.
Қантсыз шайдан смарт-пластырға дейін
Стевия қосылған гидрогель осы мәселені шешуге көмектесуі мүмкін. Зерттеушілер стевияны поливинил спиртімен біріктірген кезде материалдың механикалық беріктігі артатынын байқаған. Сонымен қатар ол электр өндіру қабілетін де сақтайды. Яғни материал бір мезгілде жұмсақ, мөлдір, созылғыш әрі төзімді бола алады.
Трибоэлектрлік наногенераторлар механикалық қозғалысты электр сигналына айналдырады. Адам саусағын бүксе, білегін қозғалтса, тізесін майыстырса немесе тамағы сөйлеген кезде қимылдаса, мұндай сенсор сол қозғалысты тіркей алады. Қозғалыстан пайда болған энергия сенсордың жұмысын қамтамасыз етуге немесе оның батареясын аздап толықтыруға жұмсалуы мүмкін.
Ғалымдардың айтуынша, стевия қосылған гидрогель кәдімгі жұмсақ полимерден әлдеқайда тиімді. Ол майысқаннан кейін қайта қалпына келеді, созылғанда үзілмейді және сенсорға қажет электрлік қасиетін жоғалтпайды. Зерттеу нәтижесінде мұндай материалдың механикалық беріктігі бірнеше есе жақсарғаны, электрлік шығысы да артқаны анықталды.
Маңызды тұсы, стевия бүкіл құрылғының емес, нақты TENG қабатының қасиетін жақсартады. Сондықтан бұл жаңалық барлық иілгіш электрониканың беріктігін бірден өзгертеді деп айтуға ерте. Дегенмен сенсорлық қабаттың өзі икемді әрі ұзақ жұмыс істесе, болашақ құрылғылардың сапасына айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Жаңа материалдың ең жақын қолданылу бағыты киілетін технологиялар болуы ықтимал. Мысалы, спортшының буын қозғалысын бақылау, науқастың оңалту кезіндегі қимылын тіркеу, дене қалпын анықтау немесе қозғалыс сапасын өлшеу сияқты міндеттерде мұндай сенсорлар пайдалы бола алады. Олар жұқа, жеңіл және денеге ыңғайлы болуы керек. Стевия негізіндегі гидрогель дәл осы талаптарға жақын.
Зерттеу барысында ғалымдар сенсорды дененің әртүрлі бөлігіне бекітіп сынаған. Ол саусақтың бүгілуін, тамақтың сөйлеу кезіндегі қозғалысын, білек, шынтақ және тізе қимылын анықтай алған. Мұндай мүмкіндік медицинада, спортта және адам-машина интерфейстерінде қолданылуы мүмкін.
Бұл технология реабилитация саласына да пайдалы болуы ықтимал. Мысалы, жарақаттан кейін қолын немесе аяғын қайта қозғалтып үйреніп жүрген адамға дәрігерлер қозғалыс амплитудасын, жиілігін және қалпына келу динамикасын қашықтан бақылай алады. Сенсор дерегі нақты уақыт режимінде жиналса, емдеу процесін дәл бақылауға мүмкіндік артады.
Иілетін, созылатын, қуат жинайтын материал
Тағы бір маңызды бағыт, заттар интернетіне қосылатын киілетін құрылғылар. Болашақта киімге тігілген немесе денеге жабыстырылған шағын сенсорлар адамның денсаулығына қатысты деректі үздіксіз жинауы мүмкін. Ондай құрылғыларға батареяны жиі ауыстырмау немесе қуат көзіне тәуелді болмау өте маңызды. Қозғалыстың өзінен энергия жинайтын материалдар осы мәселені жеңілдетеді.
Дегенмен стевия негізіндегі гидрогель әзірге дайын коммерциялық өнім емес. Ол зертханалық деңгейде зерттеліп жатқан материал. Ғалымдар мұндай сенсорлардың ұзақ мерзімді тұрақтылығын, өндірістік ауқымда жасалу мүмкіндігін, қауіпсіздігін және нақты құрылғыларға интеграциясын әлі де тексеруі керек.
Иілгіш электрониканың басты жауы қайталанатын механикалық қысым екені белгілі. Құрылғы күн сайын жүздеген, мыңдаған рет бүгіліп, созылып, қайта қалпына келуі мүмкін. Кәдімгі қатты материал мұндай жүктемеге шыдамайды. Сондықтан стевия қосылған гидрогель секілді жаңа материалдар дәл осы саланың болашағын айқындауы мүмкін.
Қантты алмастыратын тәттілендіргіш ретінде танылған стевияның енді электроникада қолданылуы ғылымдағы қызық бұрылыстың бірі болып отыр. Бір қарағанда қарапайым өсімдік сығындысы иілгіш сенсорлардың беріктігін арттыруға, қозғалыстан энергия жинауға және жаңа буын киілетін құрылғыларды дамытуға жол ашуы мүмкін.
Егер бұл бағыт одан әрі дәлелденіп, өндірістік деңгейге жетсе, болашақтағы смарт-пластырь, медициналық сенсор, спорттық киім және жұмсақ электроника қант алмастырғыш ретінде танылған стевияның арқасында әлдеқайда берік әрі қолайлы болуы ықтимал.
📌 Ertenmedia-ның Telegram арнасына жазылыңыз: қысқа әрі нұсқа, ең өзекті ақпарат осында!
