Un flessibile, un sensore di salinità leggero e robusto che può essere collegato agli animali acquatici per il monitoraggio a lungo termine del loro habitat è stato sviluppato da un team multidisciplinare di KAUST. Il team ha creato un sensore che registra accuratamente la salinità anche dopo un'immersione a lungo termine. Il sensore può costituire la base di un dispositivo di monitoraggio degli animali marini che registra più parametri dell'habitat sottomarino, dicono i ricercatori.

Situato sulle rive del Mar Rosso, KAUST ha un focus di ricerca su questo ecosistema ecologicamente ricco ed economicamente importante. L'ingegnere elettrico Jürgen Kosel sta lavorando con lo scienziato marino Carlos Duarte del Centro di ricerca del Mar Rosso per sviluppare dispositivi di monitoraggio nell'ambito della Sensor Initiative di KAUST. "Come ingegneri, il nostro gruppo aspira a fornire agli scienziati della ricerca marina nuove tecnologie su misura per le loro esigenze, " dice Kosel.

Un parametro importante è lo spostamento della salinità dell'oceano, che possono avere un impatto sulla salute degli organismi marini, ma interessa anche aspetti chiave del sistema oceanico, come la circolazione dell'acqua. "È un parametro fondamentale utilizzato per studiare le proprietà degli oceani e gli effetti dei cambiamenti climatici, " spiega Alayna Kaidarova, un dottorato di ricerca studente nella squadra di Kosel.

Più salata è l'acqua, maggiore è la sua conduttività elettrica, che può essere misurato utilizzando una coppia di elettrodi. La sfida sta nel fatto che, nell'acqua di mare, i microrganismi inizieranno a crescere sulla superficie dell'elettrodo, provocando una caduta dei valori di conduttanza registrati. Kosel e il suo team hanno sviluppato un sensore che risolve questo problema.

Il team ha creato il sensore da un foglio polimerico flessibile. Scrivere sul foglio usando un raggio laser, il team ha riscaldato strisce mirate del polimero, abbattendo la struttura polimerica per produrre strisce conduttive di grafene che formano gli elettrodi. In caso di funzionamento a bassa frequenza, il biofouling ha causato la stessa caduta di conduttanza che aveva afflitto i dispositivi precedenti. Ma quando è stato operato ad alta frequenza, la squadra ha mostrato il biofouling non ha avuto alcun effetto sulle prestazioni e il sensore ha mantenuto una lettura costante anche dopo settimane in acqua di mare. "Abbiamo evitato l'influenza del reclutamento di foulants sulla superficie degli elettrodi, che dovrebbe risolvere problemi di affidabilità a lungo termine, " dice Kaidarova.

Il team prevede di utilizzare la tecnica del grafene indotta dal laser come versatile, modo economico per creare piattaforme di sensori integrate in grado di monitorare la temperatura, pressione, salinità, pH e campo magnetico. "I dati raccolti da questi sensori versatili sono destinati ad essere incorporati nella gestione della conservazione del Mar Rosso, " dice Kaidarova.