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不怕火还能报警?这奇葩墙纸关键时刻能救命

科普小知识2022-07-10 13:44:34
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哦,怎么会有不怕火的墙纸呢?多新鲜啊!这种壁纸如何拯救生命?太不可思议了!

这一切都是真的!中国科学院上海硅酸盐研究所开发的新型自动火灾报警耐火壁纸,引起了国内外的广泛关注。那么,为什么这种传说中的壁纸即使不怕火也能报警呢?

不怕火还能报警?这奇葩墙纸关键时刻能救命

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不怕火还能报警?这奇葩墙纸关键时刻能救命

新型火灾自动报警耐火壁纸模拟实验(上海硅酸盐研究所)

墙纸是家居装饰的基本材料。然而,目前的壁纸使用纸作为基材,即含有植物纤维材料。这使得漂亮的壁纸带有一个隐患——易燃。

上海硅酸盐研究所开发的新壁纸具有“不易燃”的特点。这种新型墙纸选用的材料是羟基磷灰石纳米材料,它是一种新型无机耐火材料。

不怕火还能报警?这奇葩墙纸关键时刻能救命

羟基磷灰石的“身份证”

羟基磷灰石这个名字听起来可能很奇怪,事实上,我们身体里有这种材料——它是人类骨骼和牙齿的主要成分!羟基磷灰石具有耐高温、不燃烧的优点,但其质地非常脆,用于绘图纸需要解决脆性问题。

不怕火还能报警?这奇葩墙纸关键时刻能救命

人体骨骼的宏观和微观结构(中国粉末网)

经过多年的研发,该研究团队最终合成了具有高柔韧性的羟基磷灰石超长纳米线,解决了羟基磷灰石的高脆性问题。羟基磷灰石超长纳米线被应用于新型耐火壁纸的制造,创造了耐火壁纸能承受1000℃高温的奇迹。

壁纸报警器怎么了?

新墙纸安装了火灾报警系统,其核心部件是氧化石墨烯感温传感器。它对温度的变化非常敏感,当温度上升到一定程度时,火警系统的电路就会接通。

氧化石墨烯是石墨烯的衍生物。由于它具有许多独特的物理和化学性质,近年来受到科学家们的关注。

由于大量含氧官能团的存在,氧化石墨烯具有一些不同于石墨烯的新性质。例如,石墨烯是良导体,而完全氧化的石墨烯是绝缘体。因此,我们可以通过改变和控制氧化石墨烯的氧化程度来控制石墨烯的电子结构。

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氧化石墨烯结构示意图(纪弦网)

为了制作氧化石墨烯温度敏感传感器,只需在耐火壁纸表面涂覆氧化石墨烯水分散体,然后连接火灾报警系统。在室温下,氧化石墨烯是一种非常好的绝缘体。一旦遇到火灾,它会变得“非常不安”:火焰产生的高温可以去除氧化石墨烯中的含氧基团,并促使其从绝缘体状态转变为导体状态,从而快速触发报警装置并自动发出火灾警报。

火像老虎一样凶猛。为了避免不必要的损失,我们必须防患于未然。如果这种异国情调的壁纸能进入家庭,它也可以被称为“救命神器”。它的实时预警可以避免许多人员伤亡和财产损失。

参考

[1]上海硅酸盐研究所。上海硅酸盐研究所开发新型自动火灾报警耐火壁纸。中国科学院,2018-007。

[2]萧。封装火而不烧,浸泡水而不湿,颠覆传统的“魔法白皮书”,科学弥撒(中学生),2017年7月和8月。

[3]纪弦网。氧化石墨烯的特性。纪弦网,2017-002。