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中国微米纳米技术学会

CHINESE SOCIETY OF MICRO-NANO TECHNOLOGY

原创科普|新型火灾自动报警耐火壁纸

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【摘要】:
设想一下,假如深夜家里发生了火灾,而你正在熟睡之中毫无察觉,那么你就处于极度危险之中。如果有一种在火灾发生时可以自动报警并且在火中不会燃烧的壁纸,它可以保护生命和财产的安全,你会使用吗?

“新型无机耐火纸”科普系列(六)

 

新型火灾自动报警耐火壁纸

 

 

    在之前介绍的新型无机耐火纸系列科普文章中,我们介绍了能包住火的神奇耐火纸不惧水火的超级纸新型抗菌耐火纸新型多模式防伪耐火纸新型耐高温锂离子电池隔膜。现在让我们一起来了解新型火灾自动报警耐火壁纸吧。

 

设想一下,假如深夜家里发生了火灾,而你正在熟睡之中毫无察觉,那么你就处于极度危险之中。如果有一种在火灾发生时可以自动报警并且在火中不会燃烧的壁纸,它可以保护生命和财产的安全,你会使用吗?

 

壁纸具有色彩多样、图案丰富、绿色环保、使用方便、价格适宜等优点,在房屋的室内装修领域越来越受到人们的青睐。然而,目前市场上的很多壁纸易燃烧,遇到火灾不但不能阻止火焰的蔓延,而且对火灾起到推波助澜的作用,因而使用这些易燃壁纸具有安全隐患。另一方面,火灾报警系统对于火灾预警和救援至关重要。如果能将火灾报警系统集成在壁纸上,就能够及时地发出火灾警报,避免造成人员和财产损失。

 

中科院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员带领的科研团队成功地研制出新型火灾自动报警耐火壁纸,它是由羟基磷灰石超长纳米线作为原料制成的耐火纸以及氧化石墨烯温敏传感器二部分构成的。羟基磷灰石超长纳米线耐火纸外观上和普通纸相似,白度高,柔韧性好,生物相容性好,环境友好,具有优异的耐高温和耐火性能,可耐受1000℃以上的高温,并且可以书写及彩色打印。氧化石墨烯在室温下不导电,但遇到火灾后,火焰产生的高温可去除氧化石墨烯中的含氧基团,使其由不导电转变为导电状态,这样就可以触发报警装置,在发生火灾的第一时间自动发出火灾警报。研究团队发展的制备方法很简单,只需在耐火纸表面涂覆氧化石墨烯水分散液,然后连接金属导线作为电极,就可制备出氧化石墨烯温敏传感器。但是,存在的问题是氧化石墨烯易燃烧,在火灾中报警只能持续几秒钟,不能长时间持续工作。研究团队通过采用聚多巴胺对氧化石墨烯进行表面修饰,大大提高了氧化石墨烯温敏传感器的灵敏度和阻燃性能,使传感器具有低的热响应温度(126.9)、快速响应时间(2)和较长的持续报警时间(至少5分钟以上)。温敏传感器尺寸小,可以在耐火纸的任何位置上制备,例如将其放在耐火纸的背面,在火灾中耐火纸对传感器可以起到保护作用,而且不会影响美观。新型火灾自动报警耐火壁纸具有优异的耐高温和耐火性能,可耐1000以上的高温,在火中无论灼烧多长时间都不会燃烧。此外,新型火灾自动报警耐火壁纸环境友好,其主要成分羟基磷灰石超长纳米线是典型的生物材料,生物相容性好,可用于人体骨缺损修复,特别适合于与人体近距离接触的日常生活应用。新型火灾自动报警耐火壁纸柔韧性好,可以做成各种所需形状,也可以染成各种颜色,还可以打印或印刷各种彩色图案和文字,制成精美的新型火灾自动报警耐火壁纸。

 

 

图片介绍:新型火灾自动报警智能耐火墙纸具有良好的柔韧性,可以制成各种所需形状,可以染成各种所需颜色,

并且可以采用打印机打印各种彩色图案和文字

 

目前,研究团队正在探索低成本量产技术,希望能尽快将新型火灾自动报警耐火壁纸产业化。未来,新型火灾自动报警耐火壁纸或许能够成为商品进入普通百姓的家中,美化生活,保护环境,更重要的是可以保护生命和财产安全。

 

(相关研究结果发表在国际权威期刊《美国化学会-纳米》 (ACS Nano, 201812, 3159–3171; 影响因子13.709),并入选美国化学会编辑们选择的论文 2018319日国际著名期刊美国化学会“Chemical & Engineering News” 对该研究工作做了专题报道;另外有多个国外媒体和杂志进行了报道。201857中国科学报201857上观新闻201858日中国新闻社、2018511上海科技报2018514新民晚报2018517日新华社等多家媒体都做了报道。)

 

【版权声明】

本文由中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员原创,转载需经原作者同意。