Onderzoekers hebben een "brandalarmbehang" ontworpen dat is gemaakt van milieuvriendelijk, onbrandbare materialen, waaronder enkele materialen die in bot, tanden, en hormonen - die een brand kunnen detecteren, voorkomen dat het vuur zich verspreidt, en een alarm afgeven bij brand. Bij blootstelling aan hitte, het behang verandert van een elektrisch isolerende toestand in een elektrisch geleidende toestand, waardoor het automatisch een alarm activeert dat luide geluiden en waarschuwingslichten genereert.

De onderzoekers, onder leiding van professor Ying-Jie Zhu aan het Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Wetenschapsacademie, hebben een artikel gepubliceerd over het brandalarmbehang in een recent nummer van ACS Nano .

Het meeste commerciële behang van tegenwoordig is gemaakt van licht ontvlambare materialen, zoals plantaardige cellulosevezels of synthetische polymeren. Bijgevolg, telkens als er brand ontstaat, het behang zorgt er vaak voor dat het vuur zich verspreidt.

"Vergeleken met brandbaar commercieel behang, het brandwerende behang is superieur door zijn uitstekende onbrandbaarheid, weerstand tegen hoge temperaturen, en automatische brandalarmfunctie, "Zhu vertelde Phys.org . "Het brandwerende behang heeft een witte kleur, mechanische robuustheid, en hoge flexibiliteit, het kan in verschillende vormen worden verwerkt, geverfd met verschillende kleuren, en gedrukt met een commerciële drukker. Daarom, het brandwerende behang met brandalarm heeft veelbelovende toepassingen in zeer veilige interieurdecoratie om mensenlevens te redden en het verlies van eigendommen bij een brandramp te verminderen."

Het nieuwe behang is gebaseerd op hydroxyapatiet, dat is de primaire anorganische component van botten en tanden. Hoewel hydroxyapatiet doorgaans bros en onbuigzaam is, in eerder werk ontdekten de onderzoekers dat het vormen van ultralange nanodraden gemaakt van hydroxyapatiet het materiaal een hoge flexibiliteit geeft die geschikt is voor het maken van behang.

Om van het onbrandbare behang een "slim materiaal" te maken dat in staat is om automatisch alarm te slaan bij brand, de onderzoekers verwerkten een op inkt gebaseerde thermogevoelige sensor op het behang.

De warmtegevoelige sensor wordt op het oppervlak van het behang gefabriceerd door een eenvoudig gietproces met behulp van een inkt die grafeenoxide bevat. De kleine sensor wordt op de achterkant van het brandwerende behang geplaatst zodat deze uit het zicht is en beschermd door het brandwerende behang.

De sensor bestaat voornamelijk uit grafeenoxide, die bij kamertemperatuur elektrisch isolerend is. Echter, bij blootstelling aan hitte, de zuurstofhoudende groepen worden verwijderd, waardoor het materiaal zeer geleidend is. De sensor is aangesloten op een alarm, dus wanneer er brand ontstaat en de sensor elektriciteit begint te geleiden, hierdoor gaat het alarm af.

aanvankelijk, een probleem met de grafeenoxidesensor was dat hij heel snel opbrandde, zodat het alarm slechts ongeveer drie seconden duurde. Om dit te verbeteren, de onderzoekers wijzigden het grafeenoxide met polydopamine - een materiaal op basis van het hormoon en de neurotransmitter dopamine, gevonden in levende organismen. Het met polydopamine gemodificeerde grafeenoxide heeft een veel lagere thermische responsieve temperatuur dan grafeenoxide zelf, wat betekent dat het niet alleen sneller reageert op vuur (in ongeveer twee seconden), maar heeft ook een verlengde alarmtijd van meer dan vijf minuten.

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan de productie van het behang op te schalen, evenals andere toepassingen van het nieuwe brandwerende materiaal onderzoeken.

"De massaproductie van ultralange hydroxyapatiet-nanodraden als grondstof voor het slimme brandwerende brandwerende behang is van cruciaal belang, " zei Zhu. "Tot op heden, in ons laboratorium hebben we in een autoclaaf met een inhoud van 100 liter de grootschalige productie van ultralange hydroxyapatiet nanodraden gerealiseerd. We streven ernaar om de goedkope en milieuvriendelijke grootschalige productietechnologie voor ultralange hydroxyapatiet-nanodraden te verkennen. In aanvulling, veel bedrijven zijn geïnteresseerd in het nieuwe soort brandwerend papier, en we zullen met enkele bedrijven samenwerken om in de toekomst productie op industriële schaal te realiseren.

"We hebben ook verschillende toepassingen van het nieuwe soort brandwerend papier op basis van ultralange hydroxyapatiet-nanodraden op veel andere gebieden onderzocht, zoals het bewaren van belangrijke papieren documenten, energie, luchtzuivering, water behandeling, milieubescherming, anti-namaak, flexibele elektronica, en biomedische toepassingen."

© 2018 Fys.org