Иногда защитные маски могут ощутимо затруднять дыхание. Новая умная маска автоматически подстраивается под окружающие условия и пропускает больше воздуха, когда максимальная фильтрация не требуется.
Как это работает?
Гаджет разработан командой корейских ученых из Сеульского национального университета. Прототип включает две пористые фильтрующие мембраны, по одной с каждой стороны лица пользователя. Дискообразные мембраны состоят из полимерных нановолокон с микроскопическими порами.
Каждая мембрана окружена кольцеобразным пневматическим механизмом, регулирующим степень ее натяжения. Этот механизм, в свою очередь, подключен к легкому портативному устройству, которое включает сенсор, измеряющий качество воздуха, воздушный насос и микросхему контроллера. Все это по беспроводной связи подключено к внешнему компьютеру (например, к смартфону), который использует программное обеспечение на базе искусственного интеллекта.
Когда сенсор качества воздуха обнаруживает высокую концентрацию вредных частиц и нормальную скорость дыхания пользователя, компьютер активирует насос. Это заставляет кольца вокруг мембран раздуваться и становиться более толстыми. Соответственно, мембраны внутри колец съеживаются, а их поры становятся более плотными. В таком состоянии обеспечивается наивысшая степень фильтрации.
Когда датчик обнаруживает, что воздух чист, либо что дыхание пользователя участилось из-за физической нагрузки, пневматические кольца сдуваются. Мембраны внутри колец растягиваются, поры в них становятся шире и пропускают больше воздуха.
Впрочем, даже в состоянии максимальной пропускной способности маска остается надежной защитой - эффективность фильтрации воздуха падает всего на шесть процентов.
Теперь разработчики планируют сделать устройство еще меньше и легче, отказавшись от пневматики в пользу более простого механизма управления натяжением.
Разработка подробно описана в журнале ACS Nano.
