A napfény káros UV-sugárzása ellen mostantól egy forradalmian új, teljesen áttetsző bőrszenzor nyújt hatékony védelmet. A dél-koreai Kyung Hee Egyetem kutatócsoportja egy olyan innovatív eszközt fejlesztett ki, amely nemcsak érzékeli az UV-sugárzás szintjét, hanem valós időben figyelmezteti a felhasználót okostelefonján, amikor a káros napsugarak elérik a veszélyes szintet. Ez a technológia új távlatokat nyit a bőr egészségének megóvásában és a korai bőrkárosodások megelőzésében.
Az UV-sugárzás és veszélyei: miért fontos az UVA mérés?
Az ultraviola (UV) sugárzás három fő típusa ismert hullámhossz alapján: UVA, UVB és UVC. Ezek közül az UVA sugárzás a legveszélyesebb, mivel képes áthatolni az ózonrétegen és mélyen behatolni a bőr rétegeibe. Ez a behatolás elősegíti a korai öregedést, ráncok kialakulását, valamint bizonyos bőrrákok megjelenését.
Míg az UVB sugárzás főként a felszíni égési sérüléseket okozza, az UVA hosszú távon komolyabb károkat idéz elő, ezért elengedhetetlen a pontos és folyamatos mérésük. A hagyományos eszközök azonban nem tudják megfelelően mérni az áthaladó UVA mennyiséget, mivel ezek általában átlátszatlanok vagy csak részlegesen engedik át a fényt.
Az áttetsző bőrszenzor fejlesztése – hogyan működik?
A Kyung Hee Egyetem kutatócsoportját Kang Sung-jun professzor vezette, akik egy teljesen áttetsző, nagy teljesítményű és precíz szenzort alkottak meg. Az eszköz alapját egy áttetsző üvegalap képezi, amelyre speciális, átlátszó oxid félvezető anyagokat helyeztek el. Ezek az anyagok kizárólag az UVA fényre reagálnak, így biztosítva a szelektív és pontos detektálást.
A szenzor elektromos áramkörét egy áttetsző indium-ón-oxid (ITO) film alkotja, amely lehetővé teszi az eszköz könnyű integrálását más hordható technológiákba, például okosórákba vagy fitnesz karkötőkbe. Az így kialakított fotodióda 340-350 nm hullámhosszon éri el csúcsteljesítményét, miközben látható fényben magas áteresztőképességet biztosít.
Valós idejű adatküldés és felhasználói értesítés
A szenzort egy erősítővel ellátott áramkörhöz csatlakoztatták, amely felerősíti az alacsony intenzitású UVA jeleket. Ezen felül Bluetooth chip segítségével továbbítja az adatokat valós időben a felhasználó okostelefonjára.
Az alkalmazás folyamatosan számolja az összegyűlt UV-expozíciót, és ha ez eléri azt a szintet, amely 80%-ban már égési sérülést okozhatna, figyelmeztetést küld. Ezáltal a felhasználó időben tud védekezni – például naptej használatával vagy árnyékba vonulással –, így jelentősen csökkentve a bőrkárosodás kockázatát.
Könnyű integráció és széleskörű alkalmazhatóság
A fejlesztők kiemelték, hogy mivel a szenzor teljesen áttetsző és könnyű, könnyedén beépíthető különféle hordható eszközökbe vagy akár ruházati kiegészítőkbe is – karkötőkbe, óraszíjakba vagy okosszemüvegekbe.
„Ha ezt a technológiát okosórákba vagy fitnesz karkötőkbe integráljuk, akkor mindennapi szabadtéri tevékenységek közben is lehetőség nyílik az UV-sugárzás folyamatos kezelésére,” hangsúlyozták a kutatók. Ez jelentős előrelépést jelenthet a bőrrák megelőzésében és általános bőr-egészségmegőrzésben.
Tesztek és eredmények – megbízható UV-mérés minden időjárási körülmény között
A prototípust több alkalommal tesztelték napsütéses és borús időben is. Az eredmények megegyeztek szakértői UV-monitorozó berendezések méréseivel, ami igazolja az eszköz pontosságát és megbízhatóságát.
A mért adatok alapján működő alkalmazás valós idejű visszajelzést adott arról, mikor szükséges további védelem alkalmazása – például naptej újrakenése vagy árnyékba húzódás –, ezzel segítve megelőzni az UV okozta károsodásokat.
Kitekintés: jövőbeli lehetőségek és technológiai versenyelőny
Kang professzor szerint ez az áttetsző oxid félvezetős fotodióda nemcsak egészségügyi szempontból jelent áttörést, hanem hozzájárulhat Dél-Korea technológiai versenyképességének növeléséhez is az áttetsző elektronika és optikai érzékelők területén.
A kutatás eredményeit részletesen bemutatták a neves Science Advances tudományos folyóiratban is.
Összegzés
- Teljesen áttetsző UVA-szenzor: speciális oxid félvezetők segítségével pontosan méri az UVA sugárzást.
- Valós idejű adatküldés: Bluetooth kapcsolaton keresztül továbbítja az adatokat okostelefonra.
- Felhasználói figyelmeztetés: jelzi, mikor kell védekezni a káros sugárzás ellen.
- Könnyű integráció: hordható eszközökbe vagy ruházati kiegészítőkbe építhető be.
- Pontos működés minden időjárási körülmény között: tesztekkel igazolt megbízhatóság.
- Bőr- és egészségvédelem: segít megelőzni a bőröregedést és bizonyos bőrrákokat.
A Kyung Hee Egyetem áttörése új dimenziót nyit meg az UV-védelem terén: egy olyan innovatív eszközt kínálva, amely nemcsak érzékeli a veszélyt, hanem aktívan segít megóvni egészségünket nap mint nap.
Forrás: https://newatlas.com/wearables/transparent-uv-detector/