Selvdrevne papirspåner kunne hjælpe med at slå en tidlig alarm for skovbrande

De seneste ødelæggende brande i Amazonas regnskov og den australske bush fremhæver behovet for at opdage skovbrande på tidlige stadier, før de flammer ud af kontrol. Nuværende metoder omfatter infrarøde billeddannelsessatellitter, fjernmåling, vagttårne ​​og luftpatruljer, men når de slår alarm, det kan være for sent. Nu, forskere, der rapporterer i ACS anvendte materialer og grænseflader har udviklet selvdrevne 'papirchips', der registrerer tidlige brande og videresender et signal.

Tidligere, Forskere har foreslået at placere et netværk af sensorer i skoven, der kan registrere ændringer i temperatur, røg eller fugt og sender trådløst et signal til respondere. Imidlertid, Et sådant system har endnu ikke virket praktisk, fordi alle sensorkomponenterne kræver strøm. Batterier ville til sidst gå døde og skulle udskiftes. Termoelektriske materialer, som omdanner temperaturforskelle til elektricitet, kunne samtidig registrere temperaturstigninger fra brande og selv strøm. Imidlertid, de fleste af disse materialer er faste uorganiske halvledere, som ofte er dyre, stiv og miljøvenlig. Yapei Wang og kolleger ønskede at finde ud af, om ioniske væsker kunne bruges som termoelektriske materialer til brandføling. Disse væsker er salte i flydende tilstand, og to forskellige typer ioniske væsker kan forbindes i serie for at generere signaler.

For at fremstille papirbaserede termoelektriske sensorer, forskerne valgte to ioniske væsker, der opførte sig anderledes, når temperaturen steg:En adsorberet til overfladen af ​​guldelektroder, mens den anden desorberede, producerer modsatte (positive eller negative) spændinger. De aflejrede hver ionisk væske som en blæk mellem to guldelektroder, der blev sputteret på et stykke almindeligt papir. Ved serieforbundet, de to ioniske væsker producerede et elektrisk signal, når der opstod en stor temperaturforskel, som det ville ske i en brand. I en pilottest af den nye sensor, forskerne knyttet en til en stueplante. Når de placerede en flammende vatrondel tæt på plantens rødder, temperaturen i bunden af ​​sensoren steg hurtigt, producerer et spændingssignal, som en tilsluttet mikrocomputer-chip trådløst sendte til en modtager. Efter at have opfanget signalet, modtageren aktiverede en lydalarm og et rødt lys. De termoelektriske papirspåner er billige ($0,04), og materialerne er miljøvenlige, siger forskerne.