Herkömmliche Techniken zur Beobachtung des Fischverhaltens, die größtenteils auf visuellen Systemen basieren, unterliegen erheblichen Einschränkungen, wie z. B. einem begrenzten Beobachtungsbereich und einer begrenzten Einsatzdauer unter Wasser. Als Reaktion auf diese Herausforderungen hat ein Forschungsteam der National University of Defense Technology ein tragbares elektronisches Gerät entwickelt, das Störungen im Wasserfluss, die durch die Bewegungen von Fischen verursacht werden, geschickt erfasst.
Diese innovative „intelligente Weste“ für Fische verwendet ein fortschrittliches MXene-Hydrogel, das für seine bemerkenswerte Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Wasserdrucks bekannt ist. Das Gerät verfügt über ein Paar pseudokapazitiver Drucksensoreinheiten und bietet einen robusten und nichtinvasiven Ansatz für die eingehende Untersuchung des Verhaltens im Wasser. Einzelheiten zu dieser smarten Weste finden Sie in ein Artikel veröffentlicht in Mikrosysteme und Nanotechnik.
Diese Weste ist so konzipiert, dass sie die subtilen Nuancen der Fischbewegung präzise erfasst und einen ungestörten Einblick in ihr natürliches Verhalten bietet. Das Herzstück der Technologie der Weste sind ihre innovativen Hydrogel-Elektroden, die MXene-Nanoblätter auf raffinierte Weise mit löchrigem Graphenoxid kombinieren, das durch ionische Flüssigkeiten noch verstärkt wird.
Diese Mischung erhöht nicht nur die Empfindlichkeit der Elektroden gegenüber kleinsten Bewegungen, sondern sorgt auch für ihre Langlebigkeit in Gewässern und überwindet traditionelle Barrieren von Unterwasserforschungsgeräten.
Der Durchbruch liegt in der Fähigkeit der Weste, die Strömungsfeldstörungen zu erkennen, die von Fischen beim Navigieren durch ihre Gewässer verursacht werden. Ganz gleich, ob sich ein Fisch dreht, beschleunigt oder sinkt, die pseudokapazitiven Drucksensoreinheiten der Weste registrieren diese Aktionen mit beispielloser Präzision.
Dr. Jiafei Hu, der leitende Forscher der National University of Defense Technology, sagte: „Dieses tragbare Gerät bringt die Wasserforschung erheblich voran. Es überschreitet die Einschränkungen traditioneller Systeme und ebnet den Weg für umfassende Studien zum Verhalten von Fischen und ihren ökologischen Wechselwirkungen.“
Die Einführung der Unterwasserweste stellt einen großen Fortschritt in der Forschungsmethodik dar und ermöglicht präzise Echtzeiteinblicke in das Verhalten von Fischen und ihre Umweltdynamik. Die Auswirkungen auf den Umweltschutz, die Untersuchung aquatischer Ökosysteme und die Entwicklung hochentwickelter Überwachungstechnologien sind tiefgreifend und weitreichend.
Mehr Informationen:
Chengxiu Yang et al, Eine Unterwasserweste mit einem antioxidativen MXene-Hydrogel zur empfindlichen Erkennung der Fischbewegung, Mikrosysteme und Nanotechnik (2024). DOI: 10.1038/s41378-024-00675-8