Smartphone menyaring sensor yang efektif untuk kontaminasi tanah atau air
HI-Tech

Smartphone menyaring sensor yang efektif untuk kontaminasi tanah atau air


Kredit: Universitas Cambridge

Teknologi layar sentuh yang digunakan dalam miliaran smartphone dan tablet juga dapat digunakan sebagai sensor yang kuat, tanpa perlu modifikasi apa pun.

Para peneliti dari University of Cambridge telah mendemonstrasikan bagaimana layar sentuh biasa dapat digunakan untuk mengidentifikasi kontaminan ionik umum di tanah atau air minum dengan menjatuhkan sampel cairan ke layar, pertama kali ini dicapai. Sensitivitas sensor layar sentuh sebanding dengan peralatan berbasis lab pada umumnya, yang akan membuatnya berguna dalam pengaturan sumber daya rendah.

Para peneliti mengatakan bukti konsep mereka suatu hari nanti dapat diperluas untuk berbagai aplikasi penginderaan, termasuk untuk biosensing atau diagnostik medis, langsung dari telepon di saku Anda. Hasilnya dilaporkan dalam jurnal Sensor dan Aktuator B.

Teknologi layar sentuh ada di mana-mana dalam kehidupan kita sehari-hari: layar pada ponsel cerdas biasa ditutupi kisi-kisi elektroda, dan ketika jari mengganggu medan listrik lokal dari elektroda ini, telepon menafsirkan sinyal.

Tim lain telah menggunakan kekuatan komputasi smartphone untuk aplikasi penginderaan, tetapi ini bergantung pada kamera atau perangkat periferal, atau memerlukan perubahan signifikan untuk dilakukan pada layar.

“Kami ingin tahu apakah kami dapat berinteraksi dengan teknologi dengan cara yang berbeda, tanpa harus mengubah layar secara mendasar,” kata Dr. Ronan Daly dari Cambridge’s Institute of Manufacturing, yang ikut memimpin penelitian. “Daripada menafsirkan sinyal dari jari Anda, bagaimana jika kita bisa mendapatkan layar sentuh untuk membaca elektrolit, karena ion ini juga berinteraksi dengan medan listrik?”

Para peneliti memulai dengan simulasi komputer, dan kemudian memvalidasi simulasi mereka menggunakan layar sentuh mandiri yang dipreteli, yang disediakan oleh dua pabrikan Inggris, serupa dengan yang digunakan di ponsel dan tablet.

Para peneliti mem-pipet cairan yang berbeda ke layar untuk mengukur perubahan kapasitansi dan mencatat pengukuran dari setiap tetesan menggunakan perangkat lunak pengujian layar sentuh standar. Semua ion dalam cairan berinteraksi dengan medan listrik layar secara berbeda tergantung pada konsentrasi ion dan muatannya.

Teknologi layar sentuh yang digunakan dalam miliaran smartphone dan tablet juga dapat digunakan sebagai sensor yang kuat, tanpa perlu modifikasi apa pun. Para peneliti memulai dengan simulasi komputer, dan kemudian memvalidasi simulasi mereka menggunakan layar sentuh mandiri yang dipreteli, mirip dengan yang digunakan di ponsel dan tablet. Kredit: Universitas Cambridgebri

“Simulasi kami menunjukkan di mana medan listrik berinteraksi dengan tetesan cairan. Dalam percobaan kami, kami kemudian menemukan tren linier untuk berbagai elektrolit yang diukur pada layar sentuh,” kata penulis pertama Sebastian Horstmann, Ph.D. kandidat di IfM. “Sensor jenuh pada konsentrasi anion sekitar 500 mikromolar, yang dapat dikorelasikan dengan konduktivitas yang diukur bersama. Jendela deteksi ini ideal untuk merasakan kontaminasi ion dalam air minum.”

Salah satu aplikasi awal untuk teknologi tersebut adalah untuk mendeteksi kontaminasi arsenik dalam air minum. Arsenik adalah kontaminan umum lainnya yang ditemukan di air tanah di banyak bagian dunia, tetapi sebagian besar sistem air kota menyaringnya dan menyaringnya sebelum mencapai keran rumah tangga. Namun, di belahan dunia tanpa instalasi pengolahan air, kontaminasi arsenik merupakan masalah serius.

“Secara teori, Anda bisa menambahkan setetes air ke ponsel Anda sebelum Anda meminumnya, untuk memastikan keamanannya,” kata Daly.

Saat ini, sensitivitas layar ponsel dan tablet disetel untuk jari, tetapi para peneliti mengatakan sensitivitas dapat diubah di bagian tertentu layar dengan memodifikasi desain elektroda agar dapat dioptimalkan untuk penginderaan.

“Perangkat lunak ponsel perlu berkomunikasi dengan bagian layar itu untuk memberikan medan listrik yang optimal dan lebih sensitif untuk ion target, tetapi ini dapat dicapai,” kata Profesor Lisa Hall dari Departemen Teknik Kimia dan Bioteknologi Cambridge, yang turut membantu. -memimpin penelitian. “Kami ingin melakukan lebih banyak hal ini—ini baru langkah pertama.”

Meskipun sekarang dimungkinkan untuk mendeteksi ion menggunakan layar sentuh, para peneliti berharap untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut sehingga dapat mendeteksi berbagai molekul. Ini bisa membuka sejumlah besar aplikasi kesehatan potensial.

“Misalnya, jika kita bisa mendapatkan sensitivitas ke titik di mana layar sentuh bisa mendeteksi logam berat, itu bisa digunakan untuk menguji hal-hal seperti timbal dalam air minum. Kami juga berharap di masa depan untuk memberikan sensor untuk pemantauan kesehatan di rumah,” kata Daly.

“Ini adalah titik awal untuk eksplorasi yang lebih luas tentang penggunaan penginderaan layar sentuh dalam teknologi seluler dan pembuatan alat yang dapat diakses oleh semua orang, memungkinkan pengukuran dan komunikasi data yang cepat,” kata Hall.


Microsoft Research mengeksplorasi penginderaan pra-sentuh untuk perangkat seluler


Informasi lebih lanjut:
Sebastian Horstmann dkk, Penginderaan layar sentuh kapasitif – Ukuran konduktivitas elektrolit, Sensor dan Aktuator B: Kimia (2021). DOI: 10.1016/j.snb.2021.130318

Disediakan oleh Universitas Cambridge

Kutipan: Smartphone menyaring sensor efektif untuk kontaminasi tanah atau air (2021, 22 Juli) diambil 22 Juli 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-07-smartphone-screens-effective-sensors-soil.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP