スマートウォッチやFitbitは今流行のクールなウェアラブルデバイスかもしれませんが、有害な化学物質の雲の中にいるかどうかは、それらではほとんどわかりません。しかし、ある科学者チームが、この市場の隙間を、未来を見据えた最先端のプロトタイプで埋めたいと考えています。その大きな目標は、人々の命を救うことです。
ジュリアン・センピオナット、ジョセフ・ワン、そしてカリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者たちは、警察、空港の検査官、軍人、あるいは消費者に液体や蒸気による化学物質の脅威を警告するためのウェアラブルリングを開発しています。このデバイスのプロトタイプに関する論文がACS Sensors誌に掲載されました。
「ウェアラブルデバイスのほとんどは、スポーツや健康のためのバイタルサインを測定します」と、ナノエンジニアのワン氏はThe Register紙に語った。彼と彼の研究室は、こうしたデバイスが流行していることから、バイオハザードも測定対象に加えるべきだと判断した。
研究者たちは過去に様々な化学検知技術を開発しており、脈拍を追跡するためのリング型デバイスも設計されている。王氏の研究室は、手袋を含む他の脅威検知装置の開発にも取り組んでいる。王氏のチームによると、この新しいリング型デバイスは、ニトロ芳香族系爆薬や過酸化物系爆薬、そして有機リン系神経ガスの濃度を検知できるという。
28×27×12mm 3 の3Dプリントケース内には、切手サイズのポテンショスタットを備えた15×15mm 2 の電子基板が収められており、電極間に流れる電流の変化を記録します。電源は充電式リチウムイオン3.6Vコイン型電池で、約7.5時間の連続使用が可能です。
蒸気が半固体のハイドロゲルカバーを透過すると、このボードがそれを感知し、Bluetooth Low Energyを介してノートパソコンに電気信号を送信します。
電気化学分析の結果、研究者たちは脅威濃度に応じて電気的活動が変化することを確認しました。直径9.1cm、高さ9.6cmのガラスバイアルにリングセンサーを取り付け、蓋の隙間に取り付けることで、2,4-ジニトロトルエン（DNT）粉末から発生した蒸気（5、50、100mg）、および濃度2.5、5、10%のH2O2水溶液（ 2mL）から発生した蒸気を検出することができました。また、センサー表面から5cm離れた場所に15秒間噴霧したメチルパラキソン（MPOx）濃度5～15mMも検出できました。
液体形態の検出も機能しました。
化学物質検出リングのプロトタイプ
こんなに近い脅威を検知した時には（蒸気の到達範囲は空気中の動き方によって異なる）、すでに発生源から離れていたり、健康を害している可能性もあることを考えると、このような指輪は本当に価値があるのだろうかと疑問に思うかもしれない。しかし、ワン氏は「決して遅すぎることはない」と述べ、「迅速な警告と解毒」を受けることができると付け加えた。
この研究は、米国防脅威削減局化学生物防衛合同科学技術局の支援を受けて行われた。
ザ・レグの取材に応じた、この研究に関わっていない科学者数名はこのアプローチに懐疑的な見方を示したが、ワン氏はこのアプローチは、ここで発表された数件だけではなく、他の化学物質の脅威にも対応できるよう拡張できると述べた。
人々にこの科学実験室をこっそりと手に入れるよう説得するのは、実際的な懸念があるだろう、と言う人もいる。
イスラエルのネゲブ・ベングリオン大学のロバート・マークス氏はエル・レグ紙に「使用されている[基礎的な検出]技術は古典的なものだ」と語った。
しかし、同氏は「不便だから」と付け加えた。「危険物処理担当者や兵士が（探知機を）指輪のようにつけるとは思わない」
「同じ技術を衣服の質感の一部として取り入れればもっと良くなるだろう」と彼は語った。
ベングリオン基地のラズ・ジェリネク氏は、このセンサーは無線通信が可能で複数の脅威に対処できるため「非常に注目に値する」とザ・レグ紙に語った。リング型としては「まだ大きすぎる」ように見えるが、コンパクトなサイズを考えると感度は比較的高いとジェリネク氏は述べた。
しかし彼は、「このシステムが長期間にわたって良好かつ高い忠実度で機能するかどうかは分からない」と付け加えた。彼は「安定性、再現性、そして忠実度」に関して技術的な懸念を抱いている。
論文によると、安定性は「良好」であったものの、実験は主に2時間未満で行われた。研究者らは、例えば屋外に3時間放置するとアガロースゲルが乾燥し、信号が変化するという結果を発見した。
王氏は商業化を追求するつもりだと述べ、もしかしたらいつかこの機器の一種がプロポーズの材料になる日が来るかもしれないと語った。
王氏は、香水も検知できると付け加えた。®
