Группа химиков из Шанхайского института керамики создала огнеупорные неорганические обои с термодатчиками из оксида графена, которые могут предупредить о возникшем пожаре. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале ACS Nano.
Как поясняет N+1, основу созданных китайскими химиками обоев составляет структура нанонитей гидроксиапатита длиной более 10 микрометров и толщиной около 10 нанометров. В бумаге эти нити находились в двух состояниях: в форме плоских переплетенных сеток, а также в виде микрометровых волокон, в которых гидроксиапатитные нити намотаны на стеклянные провода из оксида кремния. Эти волокна придают структуре механическую прочность, сохраняя при этом небольшую массу материала и устойчивость к открытому огню.
В качестве термодатчика в экспериментальных обоях используется оксид графена - при повышении температуры из структуры этого материала отрываются все кислородсодержащие функциональные группы, что приводит к его переходу из диэлектрического в проводящее состояние, позволяя замыкать цепи в датчиках со световым и звуковым оповещением. Как показала практика, датчики из чистого графена на гидроксиапатитовой бумаге срабатывали при температуре около 250 градусов по Цельсию, а время отклика составляет около двух секунд.
В ходе дальнейшей работы ученым удалось улучшить эти показатели за счет добавления на поверхность сенсора, добавив на нее молекулы полидофамина. Длительность работы таких сенсоров составляла не менее 5 минут, что на два порядка превышает время работы немодифицированных датчиков. Небольшой видеоролик демонстрирует попытку поджечь образец обоев и практически мгновенное срабатывание датчика.
В ходе работы исследователи также показали, что на созданную ими гидроксиапатитовую бумагу можно наносить краску или печатать на ней полноцветное изображение. По мнению ученых, в перспективе обои, изготовленные на основе такой бумаги, позволят повысить пожарную безопасность жилых и офисных помещений.
