Un smartphone teste des capteurs efficaces de contamination du sol ou de l’eau

Un smartphone teste des capteurs efficaces de contamination du sol ou de l'eau

Crédit : Université de Cambridge

La technologie d’écran tactile utilisée dans des milliards de smartphones et de tablettes pourrait également être utilisée comme un capteur puissant, sans qu’aucune modification ne soit nécessaire.

Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont démontré comment un écran tactile typique pouvait être utilisé pour identifier les contaminants ioniques courants dans le sol ou l’eau potable en laissant tomber des échantillons liquides sur l’écran, la première fois que cela a été réalisé. La sensibilité du capteur à écran tactile est comparable à celle d’un équipement de laboratoire typique, ce qui le rendrait utile dans les environnements à faibles ressources.

Les chercheurs affirment que leur preuve de concept pourrait un jour être étendue à un large éventail d’applications de détection, y compris pour la biodétection ou les diagnostics médicaux, directement depuis le téléphone dans votre poche. Les résultats sont publiés dans le journal Capteurs et actionneurs B.

La technologie des écrans tactiles est omniprésente dans notre vie quotidienne : l’écran d’un smartphone classique est recouvert d’une grille d’électrodes, et lorsqu’un doigt perturbe le champ électrique local de ces électrodes, le téléphone interprète le signal.

D’autres équipes ont utilisé la puissance de calcul d’un smartphone pour des applications de détection, mais celles-ci se sont appuyées sur l’appareil photo ou des périphériques, ou ont nécessité d’apporter des modifications importantes à l’écran.

“Nous voulions savoir si nous pouvions interagir avec la technologie d’une manière différente, sans avoir à changer fondamentalement l’écran”, a déclaré le Dr Ronan Daly de l’Institut de fabrication de Cambridge, qui a codirigé la recherche. « Au lieu d’interpréter un signal de votre doigt, et si nous pouvions obtenir un écran tactile pour lire les électrolytes, puisque ces ions interagissent également avec les champs électriques ?

Les chercheurs ont commencé par des simulations informatiques, puis ont validé leurs simulations à l’aide d’un écran tactile autonome et épuré, fourni par deux fabricants britanniques, similaire à ceux utilisés dans les téléphones et les tablettes.

Les chercheurs ont pipeté différents liquides sur l’écran pour mesurer un changement de capacité et ont enregistré les mesures de chaque gouttelette à l’aide du logiciel de test d’écran tactile standard. Les ions contenus dans les fluides interagissent tous différemment avec les champs électriques de l’écran en fonction de la concentration des ions et de leur charge.







La technologie d’écran tactile utilisée dans des milliards de smartphones et de tablettes pourrait également être utilisée comme un capteur puissant, sans qu’aucune modification ne soit nécessaire. Les chercheurs ont commencé par des simulations informatiques, puis ont validé leurs simulations à l’aide d’un écran tactile autonome et épuré, similaire à ceux utilisés dans les téléphones et les tablettes. Crédit : Université de Cambrige

“Nos simulations ont montré où le champ électrique interagit avec la gouttelette de fluide. Dans nos expériences, nous avons ensuite trouvé une tendance linéaire pour une gamme d’électrolytes mesurés sur l’écran tactile”, a déclaré le premier auteur Sebastian Horstmann, un doctorat. candidat à l’IfM. “Le capteur sature à une concentration d’anions d’environ 500 micromoles, qui peut être corrélée à la conductivité mesurée à côté. Cette fenêtre de détection est idéale pour détecter la contamination ionique dans l’eau potable.”

Une des premières applications de la technologie pourrait être la détection de la contamination par l’arsenic dans l’eau potable. L’arsenic est un autre contaminant commun que l’on trouve dans les eaux souterraines dans de nombreuses régions du monde, mais la plupart des systèmes d’approvisionnement en eau municipaux le détectent et le filtrent avant qu’il n’atteigne un robinet domestique. Cependant, dans les régions du monde dépourvues d’usines de traitement des eaux, la contamination par l’arsenic est un problème sérieux.

“En théorie, vous pourriez ajouter une goutte d’eau à votre téléphone avant de le boire, afin de vérifier qu’il est sans danger”, a déclaré Daly.

Pour le moment, la sensibilité des écrans de téléphone et de tablette est adaptée aux doigts, mais les chercheurs affirment que la sensibilité pourrait être modifiée dans une certaine partie de l’écran en modifiant la conception des électrodes afin d’être optimisée pour la détection.

“Le logiciel du téléphone aurait besoin de communiquer avec cette partie de l’écran pour fournir le champ électrique optimal et être plus sensible à l’ion cible, mais cela est réalisable”, a déclaré le professeur Lisa Hall du département de génie chimique et de biotechnologie de Cambridge, qui co -dirigé la recherche. “Nous sommes impatients de faire beaucoup plus à ce sujet, ce n’est que la première étape.”

S’il est désormais possible de détecter des ions à l’aide d’un écran tactile, les chercheurs espèrent développer davantage la technologie afin qu’elle puisse détecter une large gamme de molécules. Cela pourrait ouvrir une vaste gamme d’applications potentielles pour la santé.

« Par exemple, si nous pouvions obtenir une sensibilité telle que l’écran tactile puisse détecter les métaux lourds, il pourrait être utilisé pour tester des éléments comme le plomb dans l’eau potable. Nous espérons également à l’avenir fournir des capteurs pour la surveillance de la santé à domicile. dit Daly.

“Il s’agit d’un point de départ pour une exploration plus large de l’utilisation de la détection par écran tactile dans les technologies mobiles et la création d’outils accessibles à tous, permettant des mesures et une communication rapides des données”, a déclaré Hall.


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Plus d’information:
Sebastian Horstmann et al, Détection capacitive par écran tactile – Une mesure de la conductivité de l’électrolyte, Capteurs et actionneurs B : Chimique (2021). DOI : 10.1016/j.snb.2021.130318

Fourni par l’Université de Cambridge

Citation: Un smartphone teste des capteurs efficaces pour la contamination du sol ou de l’eau (2021, 22 juillet) récupéré le 22 juillet 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-07-smartphone-screens-effective-sensors-soil.html

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