fbpx

Каталог статей

Каталог статей для размещения статей информационного характера

Технології

Розумний будинок де шпалери включають сигналізацію

З розвитком технологій безліч використовуваних людиною пристроїв «порозумнішали»: телефони, годинники, окуляри, кросівки і навіть холодильники.
Китайські вчені вирішили піти ще далі і працюють над створенням «розумних» шпалер. Деталі – в адаптованому перекладі статті з ресурсу Science News for Students.
Багатофункціональність
Здається, ми входимо в епоху, коли однофункциональность певного виробу прирікає його на вірну смерть. Чим більш функціональною є певна річ, тим більше шансів вона має продовжити своє існування в житті сучасної людини. Шпалери можуть змінити вид кімнати так, як це не під силу фарбі, але цього вже недостатньо. Новий тип покриття для стін пропонує додаткові «послуги» – виконує функцію цілодобової протипожежної сигналізації. Завдяки вбудованій системі нанопроводів при нагріванні включаються попереджувальні вогні і звукові сигнали тривоги. Китайські розробники сподіваються, що така додаткова функціональність продукції забезпечить її популярність серед власників квартир. Ніби цього мало, дослідники підкреслюють ще на одному перевазі – матеріал нетоксичний.
Як це працює
Ін-Цзе Чжу (Ying-Jie Zhu) працює в Шанхайському інституті кераміки при Китайській академії наук. Фахівець очолив команду розробників нових технологій. Сам Чжу спеціалізується на матеріалах з вбудованими наночастинками і, власне, розробляє їх. Висота, ширина і довжина деяких частинок – менше 100 нанометрів, тобто менше однієї тисячної діаметра людського волосся.
Звичайний папір, зокрема шпалери, містить целюлозу, що є легкозаймистою речовиною. Команда Чжу розробила вогнетривке настінне покриття, яке буде загорятися тільки після тривалого нагрівання або під дією високих температур. Секрет такої функціональності стала мережа нанопроводів всередині папери. Нанодроти виготовлені з гідроксиапатиту, мінералу, який зустрічається в кістках і зубах. Вчені вибрали цей мінерал з-за його гнучкості і вогнестійкість. Для виготовлення крихітних проводів до суміші води, метанолу і олеїнової кислоти додали ще три хімічних компонента – хлорид кальцію, мононатрийфосфат та гідроксид натрію. Суміш нагрівали протягом доби. Товщина нанопроводів становить приблизно 10 нанометрів, довжина – не менше 100 мікрометрів (це приблизно товщина аркуша паперу для принтера). Ці дроти природно сплітаються в одне ціле. Дослідники додали скляні частинки до такого сплетіння з метою його посилення. Для виготовлення паперу вчені пропускають рідину, що містить нанодроти, через машину для виготовлення паперу. Як і звичайні шпалери, кінцевий продукт – гладкий і гнучкий. І хоча зараз ці шпалери білого кольору, їх можна фарбувати в різні кольори або друкувати на них привабливі візерунки.
Ткана мережа проводів пов’язана з чутливим до температури датчиком на задній поверхні паперу. Датчик виготовлений з оксиду графена. При кімнатній температурі цей вуглецевий матеріал є електричним ізолятором, тобто не проводить електричний струм, але коли температура піднімається вище 129°C, структура цього матеріалу змінюється. Він починає проводити електричний струм. І коли це відбувається, включається зумер і лампа оповіщення про пожежу.
Щоб встановити цей датчик на шпалери, вчені змішали оксид графену з водою і створили чорнило. Потім вони надрукували його на задній панелі шпалер. Щоб забезпечити чутливість датчика і запобігти його пошкодженню, команда Чжу покриває датчик полидопамином, хімічною речовиною, яка захищає його від негайного руйнування у вогні. Двох секунд дії високої температури достатньо для спрацьовування датчика, а завдяки обробці полидопамином датчик може витримувати полум’я більше п’яти хвилин.
Виклики
Кунфенг Ченг (Qunfeng Cheng), вчений наноматериалист з університету Бейган в Пекіні, Китай, який не брав участі у новому дослідженні, вважає, що головним викликом для виведення нових шпалер на ринок поки є організація процесу недорогого масового виробництва. Зараз вчені створили нанодроти, яких вистачає для покриття п’яти квадратних метрів паперу. Цього ледве вистачить, щоб обклеїти одну стіну. Щоб забезпечити привабливість нової продукції для домашнього використання, необхідно знайти дешевий спосіб масового виготовлення. Чжу каже, що його група веде переговори про співпрацю з кількома компаніями.
«Розумні шпалери, які виконують функцію протипожежної сигналізації, будуть корисними для громадської безпеки», – сподівається Чжу. За його словами, їх широке застосування буде сприяти збереженню людського життя і майна, і дозволить заощадити на установці традиційної системи протипожежної сигналізації.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *