Sampai baru-baru ini daripada yang Anda kira — pertengahan 1980-an — penambang menggunakan burung kenari yang dikurung sebagai sistem peringatan dini untuk karbon monoksida. Burung-burung itu sangat peka terhadap efek gas beracun, jadi ketika seseorang akan jatuh ke atas para penambang tahu sudah waktunya untuk mendapatkan udara segar. Burung kenari pada akhirnya digantikan oleh teknologi yang lebih manusiawi — sensor digital yang serupa dengan detektor karbon monoksida yang sekarang banyak dimiliki di rumah kita.
Tetapi bayangkan jika, sebaliknya, para penambang — atau tentara, atau pekerja penyelamat — dapat dengan mudah mengenakan kemeja yang akan berubah warna di hadapan gas berbahaya.
Itulah teknologi yang saat ini sedang dikembangkan di Tufts University, di mana para peneliti telah menciptakan benang yang diwarnai yang berubah warna di hadapan karbon monoksida dan bahaya lainnya. Mereka berharap benang akhirnya bisa ditenun menjadi pakaian pintar untuk memberi manfaat bagi pekerja di berbagai bidang. Pakaian ini berpotensi menjadi lebih terjangkau dan mudah digunakan daripada metode deteksi gas saat ini, kata para peneliti.
"Kami ingin mengembangkan solusi untuk pemantauan lingkungan, di mana Anda tidak harus ingat untuk membawa sensor, " kata Rachel Owyeung, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang teknik kimia dan biologi di Tufts. "Dengan benang indra pencuci gas kami, sensor dapat disematkan ke sesuatu yang sudah Anda kenakan, seperti kemeja."
Owyeung adalah penulis utama sebuah makalah tentang teknologi, baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Scientific Reports .
Para peneliti mempelajari tiga jenis pewarna: MnTPP, metil merah dan biru bromotimol. MnTPP dan bromothymol blue mendeteksi amonia, sementara metil merah mendeteksi hidrogen klorida, yang keduanya dapat merusak mata, kulit, dan saluran pernapasan. Mereka menggunakan proses khusus untuk mengikat pewarna ke benang dengan memperlakukannya dengan asam asetat, yang membuat benang lebih kasar dan memungkinkan ikatan yang lebih kencang. Mereka kemudian menerapkan polimer ke benang untuk membuat segel anti air. Dengan cara ini, pakaian yang dihasilkan dapat dicuci tanpa pewarna keluar.
Perubahan warna yang terjadi ketika benang terpapar gas dapat dilihat dengan mata telanjang, atau dengan kamera ponsel cerdas. Kamera memungkinkan deteksi yang lebih sensitif, membaca perubahan warna halus yang terjadi ketika zat berbahaya serendah 50 bagian per juta.
Pakaian atau bahan yang terbuat dari benang pengubah warna bisa memiliki beragam aplikasi. Ini dapat digunakan oleh pekerja yang berurusan dengan persediaan pembersih, pupuk atau pabrik kimia, bahan-bahan yang semuanya dapat mengeluarkan gas berbahaya. Ini bisa membantu personil militer menghindari senjata kimia. Bahkan dapat digunakan di bawah air — sensor gas stabil di dalam air, memungkinkan mereka mendeteksi gas terlarut. Ini bisa bermanfaat dalam industri eksplorasi minyak dan gas. Bisa juga berpotensi memiliki kegunaan medis, dengan mendeteksi kadar gas dalam darah atau cairan biologis lainnya sebagai cara mendiagnosis penyakit. Tim berharap pakaian pendeteksi gas dapat sangat berguna di lingkungan dengan sumber daya rendah, di mana pekerja mungkin tidak memiliki akses atau pelatihan pada perangkat digital.
“Aplikasi favorit saya, sebagai seseorang yang bekerja di laboratorium penelitian setiap hari, menanamkan benang kami di jas lab, ” kata Owyeung. “Saya harus mengenakan jas lab setiap saat, dan jika tambalan di jas lab saya berubah warna, saya akan tahu bahwa ada beberapa senyawa yang mudah menguap di area kerja saya. Ini memberi saya pemantauan waktu nyata di daerah saya, sehingga dapat mempercepat waktu respons saya untuk memastikan keselamatan saya dan keselamatan orang lain. "
Langkah tim selanjutnya adalah menyelidiki lebih lanjut bagaimana mereka dapat menggunakan benang untuk mendeteksi gas terlarut dalam air.
“Penerapan pewarna yang peka-pH untuk tekstil bukanlah hal baru, tetapi aplikasi spesifik penulis — deteksi gas — tampaknya baru bagi saya, dan menarik, ” kata Harold Freeman, seorang profesor kimia tekstil di North Carolina State University.
Freeman mengatakan teknologi ini cocok dengan penelitian terkini tentang tekstil elektronik dengan sensor tertanam untuk memantau fungsi tubuh.
"Tampaknya logis untuk memperluas teknologi saat ini ke deteksi gas atmosfer berbahaya, " katanya.
Burung kenari di mana-mana pasti akan disetujui.
