Cảm biến ánh sáng giúp cảnh báo cháy nắng

Cảm biến nhỏ bằng đầu ngón tay có thể gắn trên quần áo với khả năng đổi màu để báo hiệu thời gian tiếp xúc an toàn với ánh nắng.

Phơi nắng quá lâu gây ra nhiều tác hại và trong những năm qua, các nhà khoa học đã đưa ra một số giải pháp công nghệ thú vị nhằm cảnh báo người dùng khi nào nên tìm đến bóng râm. Nhóm chuyên gia tại Đại học Northeastern (Mỹ) bổ sung giải pháp mới bắt nguồn từ một phát hiện tình cờ liên quan đến cách mực thay đổi màu sắc, New Atlas hôm 25/2 đưa tin. Nghiên cứu đăng trên tạp chí ACS Sensors.

Cảm biến UV gồm 5 lớp nhựa và một tấm giấy nhạy sáng. (Ảnh: Alyssa Stone/Đại học Northeastern)

Ban đầu, nhóm chuyên gia tại Đại học Northeastern nghiên cứu về cách các sinh vật biển có xúc tu như mực có thể dễ dàng hòa mình vào môi trường xung quanh. Trong nghiên cứu, họ xác định được một loạt sắc tố, phản ứng hóa học và cơ chế tạo điều kiện cho phương pháp ngụy trang này, trong đó có một yếu tố đáng chú ý.

Mang tên xanthommatin, phân tử nhỏ này mang đến cho mực màu sắc rõ ràng. Nhóm nhà khoa học đã chứng minh rằng có thể điều khiển xanthommatin để đạt được khả năng thay đổi màu sắc. Họ tiếp tục nghiên cứu cách ứng dụng nó cho quần áo hoặc các sản phẩm tiêu dùng khác.

Khi đặt xanthommatin trên bàn phòng thí nghiệm dưới ánh sáng để kiểm tra tính ổn định trong môi trường thường ngày, các nhà khoa học thất vọng khi thấy nó không thể không đổi màu. "Khi thấy nó chuyển màu dưới ánh sáng, chúng tôi vô cùng buồn phiền", Leila Deravi, phó giáo sư hóa học và sinh hóa tại Đại học Northeastern, cho biết.

Tuy nhiên, một số thành viên trong nhóm của Deravi từng nghiên cứu kênh dẫn vi lưu (microfluidics) từ giấy và băn khoăn về việc tận dụng khả năng nhạy sáng mới phát hiện của phân tử này để làm nền tảng cho một dạng cảm biến cực tím (UV) mới. Vì vậy, họ chế tạo một thiết bị nhỏ bằng đầu ngón tay có thể gắn trên áo hoặc đồ bơi. Thiết bị gồm 5 lớp nhựa mỏng cùng một tấm giấy tròn đã qua xử lý màu rồi đem phơi khô.

Thiết bị cũng tích hợp một "nút bấm" giúp giải phóng dung dịch từ bình chứa nhỏ ở trên mép. Dung dịch đi qua các kênh đục trong lớp nhựa và làm ướt tấm giấy. Điều này sẽ kích hoạt thiết bị và kết quả là giấy ướt phản ứng với bức xạ UV, chuyển từ màu vàng/cam sang đỏ khi tiếp xúc nhiều hơn với tia UV.

Nhóm chuyên gia đã thử nghiệm thiết bị và thấy nó hoạt động tốt trong nhiều hoàn cảnh. Họ điều chỉnh nó theo mức UV mà mọi người có thể tiếp xúc trong các tình huống khác nhau, thậm chí phủ kem chống nắng và khiến nó đổi màu chậm hơn nhiều.

"Tôi nghĩ các bạn sẽ luôn bất ngờ về thời gian tiếp xúc với ánh nắng an toàn. Điều này thực sự phụ thuộc vào thời tiết và có thể chỉ là vài phút", tác giả nghiên cứu Dan Wilson cho biết.

Nhóm nhà khoa học cho rằng ngoài theo dõi mức độ phơi nắng, thiết bị mới còn có thể sử dụng trong những tình huống cần đo bức xạ UV, ví dụ như khi khử trùng các bề mặt.