Химики из Университета Южной Калифорнии разработали носимый датчик для мониторинга чрезмерной экспозиции ультрафиолетовой радиации. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Sensors.

Ультрафиолетовое (УФ) излучение — электромагнитное излучение с длиной волны от 10 до 400 нанометров. По стандарту ISO, электромагнитный спектр УФ-излучения подразделяется на ближний (А), средний (B), дальний (С) и экстремальный диапазоны. Основным в атмосфере Земли является УФ-B (315–280 нанометров) — этот вид излучения чаще всего провоцирует хронические и острые повреждения кожи, в том числе повышает риск развития рака кожи.

В новом исследовании ученые сконструировали носимый колориметрический датчик, позволяющий отслеживать экспозицию УФ-излучения по уровню синтезируемого витамина D. Устройство представляет собой пленку толщиной менее 0,5 миллиметра. Датчик состоит из трех слоев: внешних — из прозрачного полимера — и внутреннего — из реактивного полимера, одобренного к использованию Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США.

Под действием УФ-излучения датчик меняет цвет с прозрачного на желтый. Эффект основан на фоторасщеплении орто-нитробензила (ONB), фрагмент которого размещен в реактивном полимере. Испытания показали, что под воздействием излучения от фотоэлементов с коэффициентом воздушной массы 1,5 (AM1.5) продолжительность изменения цвета полимера в допустимом диапазоне составляет от 15 минут до 1 часа.

Как отметили авторы, низкий вес позволяет использовать датчик, в том числе, во время занятий спортом. В отличие от аналогов — приложений для смарт-часов iPhone или Samsung — новое устройство не требует источника питания, а также сохраняет работоспособность во влажной среде. Общий срок службы прототипа оценивается в пять недель.