18.10.2018
умные обои предупредят о пожаре

Умный дом где обои включают сигнализацию

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

С развитием технологий множество используемых человеком устройств «поумнели»: телефоны, часы, очки, кроссовки и даже холодильники.

Китайские ученые решили пойти еще дальше и работают над созданием «умных» обоев. Детали – в адаптированном переводе статьи с ресурса Science News for Students.

Многофункциональность

Кажется, мы входим в эпоху, когда однофункциональность определенного изделия обрекает его на верную смерть. Чем более функциональной является определенная вещь, тем больше шансов она должна продолжить свое существование в жизни современного человека. Обои могут изменить вид комнаты так, как это не под силу краске, но этого уже недостаточно. Новый тип покрытия для стен предлагает дополнительные «услуги» – выполняет функцию круглосуточной противопожарной сигнализации. Благодаря встроенной системе нанопроводов при нагреве включаются предупреждающие огни и звуковые сигналы тревоги. Китайские разработчики надеются, что такая дополнительная функциональность продукции обеспечит ее популярность среди владельцев квартир. Будто этого мало, исследователи подчеркивают еще на одном преимуществе – материал нетоксичен.

Как это работает

Ин-Цзе Чжу (Ying-Jie Zhu) работает в Шанхайском институте керамики при Китайской академии наук. Специалист возглавил команду разработчиков новых технологий. Сам Чжу специализируется на материалах с встроенными наночастицами и, собственно, разрабатывает их. Высота, ширина и длина некоторых частиц – менее 100 нанометров, то есть меньше одной тысячной диаметра человеческого волоса.

Обычная бумага, в частности обои, содержит целлюлозу, что является легковоспламеняющимся веществом. Команда Чжу разработала огнеупорное настенное покрытие, которое будет загораться только после длительного нагревания или под действием очень высоких температур. Секрет такой функциональности стала сеть нанопроводов внутри бумаги. Нанопровода изготовлены из гидроксиапатита, минерала, который встречается в костях и зубах. Ученые выбрали этот минерал из-за его гибкости и огнестойкость. Для изготовления крошечных проводов к смеси воды, метанола и олеиновой кислоты добавили еще три химических компонента – хлорид кальция, мононатрийфосфат и гидроксид натрия. Смесь нагревали в течение суток. Толщина нанопроводов составляет примерно 10 нанометров, длина – не менее 100 микрометров (это примерно толщина листа бумаги для принтера). Эти провода естественно сплетаются в одно целое. Исследователи добавили стеклянные частицы к такому сплетению с целью его усиления. Для изготовления бумаги ученые пропускают жидкость, содержащую нанопровода, через машину для изготовления бумаги. Как и обычные обои, конечный продукт – гладкий и гибкий. И хотя сейчас эти обои белого цвета, их можно красить в разные цвета или печатать на них привлекательные узоры.

Тканая сеть проводов связана с чувствительным к температуре датчиком на задней поверхности бумаги. Датчик изготовлен из оксида графена. При комнатной температуре этот углеродный материал является электрическим изолятором, то есть не проводит электрический ток, но когда температура поднимается выше 129°C, структура этого материала меняется. Он начинает проводить электрический ток. И когда это происходит, включается зуммер и лампа оповещения о пожаре.

Чтобы установить этот датчик на обои, ученые смешали оксид графена с водой и создали чернила. Затем они напечатали его на задней панели обоев. Чтобы обеспечить чувствительность датчика и предотвратить его повреждение, команда Чжу покрывает датчик полидопамином, химическим веществом, которое защищает его от немедленного разрушения в огне. Двух секунд действия высокой температуры достаточно для срабатывания датчика, а благодаря обработке полидопамином датчик может выдерживать пламя более пяти минут.

Вызовы

Кунфенг Ченг (Qunfeng Cheng), ученый наноматериалист из университета Бейган в Пекине, Китай, который не принимал участия в новом исследовании, считает, что главным вызовом для выведения новых обоев на рынок пока является организация процесса недорогого массового производства. Сейчас ученые создали нанопровода, которых хватает для покрытия пяти квадратных метров бумаги. Этого едва хватит, чтобы оклеить одну стену. Чтобы обеспечить привлекательность новой продукции для домашнего использования, необходимо найти дешевый способ массового изготовления. Чжу говорит, что его группа ведет переговоры о сотрудничестве с несколькими компаниями.

«Умные обои, которые выполняют функцию противопожарной сигнализации, будут полезными для общественной безопасности», – надеется Чжу. По его словам, их широкое применение будет способствовать сохранению человеческой жизни и имущества, и позволит сэкономить на установке традиционной системы противопожарной сигнализации.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки