Research press release

【化学】紫外線モニタリングに用いる費用効率の高いウエラブルセンサー

Nature Communications

Chemistry: A cost effective, wearable sensor for monitoring ultraviolet radiation

超高感度で紫外線(UVR)を裸眼で検出できる低コストセンサーを作製する新しい方法を紹介する論文が、今週掲載される。このセンサーは紙製で、身体に装着することで、UVRの日常生活への影響を管理できる。

UVRは、波長によってUVA、UVB、UVCに分類できる。それぞれの種類のUVRの影響をモニタリングするには、低コストのスペクトル選択的UVセンサーが必要だが、現行のセンサーは製造プロセスが複雑で高コストなため、本格普及には至っていない。

今回、Vipul Bansalたちの研究グループは、スペクトル選択的な超高感度UVセンサーの新しい作製方法を考案した。この新しい設計の秘密は、ポリオキソメタレートを用いた透明インクの開発にある。このインクは、スペクトル選択的なUVセンサーの独特な特性を示す。ろ紙と透明シート、万年筆といった低コストで入手しやすい材料を組み合わせて、ウエアラブルな紙製低コストUVセンサーが作られた。

Bansalたちは、カスタマイズした紙製の顔文字UVセンサーを開発することで、この新技術の応用可能性を実証した。この顔文字UVセンサーは、着用者の異なる6タイプの皮膚に応じて最大許容曝露量をリアルタイムで測定する。以上の結果は、このスペクトル選択的なUVセンサーの大量生産が可能であり、特定の皮膚のタイプに合わせて作製できることを示唆している。

A new strategy to produce low-cost sensors that allow ultrasensitive detection of ultraviolet radiation (UVR) by the naked-eye is described in Nature Communications this week. The sensors, which are paper-based and wearable, could enable users to manage the impact of UVR on their daily lives.

UVR can be classified into UVA, B and C by wavelength. To monitor the impact of different UV radiations, low-cost, spectrally-selective UV sensors are needed. However, current sensors are hindered from mass deployment owing to the cost and complexity of the processes used to create them.

Vipul Bansal and colleagues have devised a new approach for fabricating spectrally-selective and ultrasensitive UV sensors. The secret to their design is the creation of a polyoxometalate-based invisible ink. This ink shows unique properties for spectrally-selective UV sensing. When combined with low-cost and readily available components, such as filter papers, transparency sheets and a fountain pen, a wearable paper-based and low-cost UV sensor can be created.

The authors demonstrate the applicability of their new technology by developing customized paper-based, smiley, UV sensors that provide real-time dosimetry of maximum permissible exposure thresholds for each type of UVR for people with six different skin types. This suggests that the spectrally-selective UV sensors may have potential for large-scale fabrication, and can be tailored for specific skin types.

doi: 10.1038/s41467-018-06273-3

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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