Smart hud til fleksibel overvågning

En tynd smart plaster kaldet Marine Skin kunne gøre det lettere og mere informativt at studere havdyrs adfærd. Dette system til elektronisk mærkning af dyr er baseret på strækbare silikone-elastomerer, der kan modstå vridning, klipning og strækning, selv når de udsættes for høje tryk på dybt vand.

"Den integrerede fleksible elektronik kan spore et dyrs bevægelser og dykkeadfærd og sundheden i det omgivende havmiljø i realtid, " siger Joanna Nassar. Nu ved California Institute of Technology, Nassar var ph.d. elev i KAUST-teamet, der udviklede lappen.

At kunne overvåge og registrere en række miljøparametre er afgørende i studiet af marine økosystemer. Alligevel er eksisterende systemer til sporing af dyr i havet omfangsrige og ubehagelige for dyr at have på.

"Ved brug af enkle designtricks og bløde materialer, vi var i stand til at slå de nuværende standardsystemer med hensyn til ikke-invasivitet, vægt, driftslevetid og driftshastighed, " siger Nassar. I den nuværende prototype, lokalitetsdataene er suppleret med registreringer af vandtemperatur og saltholdighed. Yderligere sensorfunktioner kan tilføjes i fremtiden. Mulighederne omfatter sansning af den fysiologiske tilstand af de mærkede dyr. Dette ville gøre det muligt at korrelere information om havets kemi med heden og aktiviteten hos selv små dyr, når de bevæger sig rundt i deres habitat.

Dataene hentes i øjeblikket via trådløs forbindelse, når tagget fjernes. I fremtiden, forskerne håber at kunne udvikle procedurer for fjerndatahentning ved at overvinde problemerne med at transmittere signaler gennem vand.

Marine Skin er en af ​​mange innovationer udviklet af professor Muhammad Mustafa Hussains gruppe i samarbejde med professor Carlos Duartes gruppe på KAUST. "Vi fremmer konsekvent inden for fleksibel og strækbar elektronik ved at lave elektroniske systemer, hvor hver komponent er fysisk fleksibel, " siger Hussain. Hans team samarbejdede med Duartes gruppe af havforskere for deres specialisering i storskala marine megafauna mobilitetsstudier.

Marine Skin er blevet testet og demonstreret, når den er limet på en svømmekrabbe, Portunus pelagicus , men er velegnet til at mærke en lang række havdyr. Holdet planlægger at gå videre til studier med delfiner og hvalhajer. Deres langsigtede mål er at opnå pålidelig ydeevne, når Marine Skin er fastgjort i op til et år på individuelle dyr af forskellig art.

Nassar mener, at det eksisterende system og de planlagte opgraderinger vil muliggøre en markant mere omfattende analyse af det marine økosystem, herunder undersøgelser af dyr på steder, hvor de ikke tidligere kunne overvåges. Hun påpeger, at undersøgelse af adfærdsændringer hos marine arter i forhold til havets kvalitet og sundhed vil hjælpe forskerne med at vurdere beboelighed i sammenhæng med stigende globale temperaturer, problemer med forurening og virkningerne af overfiskeri.