科學(xué)研究:用紙片監(jiān)測(cè)火災(zāi)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09
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科學(xué)研究:用紙片監(jiān)測(cè)火災(zāi)
圖片來(lái)源:Pixabay
近期,野火在世界各地的多個(gè)地區(qū)肆虐,造成破壞的嚴(yán)重程度有增無(wú)減。中國(guó)人民大學(xué)化學(xué)家王亞培領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)表示,他們已經(jīng)研發(fā)出一種物美價(jià)廉的傳感器,可以更早、更輕松地監(jiān)測(cè)到野火。
目前的野火監(jiān)測(cè)方法極度依賴(lài)人的觀察力,這可能會(huì)造成有效響應(yīng)的滯后。大多數(shù)野火都是由民眾發(fā)現(xiàn)后報(bào)告給相關(guān)部門(mén),其他警報(bào)則來(lái)自例行徒步巡邏和瞭望塔觀察員。路過(guò)的飛機(jī)和衛(wèi)星偶爾也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些苗頭,但王亞培說(shuō):“野火首先出現(xiàn)在地面上,當(dāng)你從空中看到火焰的時(shí)候,一切都已經(jīng)太晚了?!?/span>
研究團(tuán)隊(duì)表示,他們研發(fā)的新型傳感器可放置于樹(shù)干根部附近,如果周邊溫度急劇上升,傳感器就會(huì)向附近的接收器發(fā)送無(wú)線信號(hào)。這些熱量本身就可以為傳感器提供能量,所以無(wú)需更換電池。這項(xiàng)技術(shù)最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于離子液體(ionic liquids)的熔融鹽,溫度的突然變化會(huì)導(dǎo)致電子在液體內(nèi)移動(dòng),產(chǎn)生電能,從而觸發(fā)電極發(fā)送信號(hào)。該團(tuán)隊(duì)將熔融鹽打印在普通紙張上,就能制造出只需0.40美元的傳感器。相關(guān)研究發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料與界面》(ACS Applied Materials & Interfaces)雜志上。


圖片來(lái)源:Pixabay
美國(guó)俄亥俄州邁阿密大學(xué)的地理學(xué)家杰西卡·麥卡蒂(Jessica McCarty,并未參與這項(xiàng)研究)認(rèn)為,像圣迭戈之類(lèi)荒野和城市的交匯處最有可能從中受益。她說(shuō),有了這樣的設(shè)備,當(dāng)峽谷起火并準(zhǔn)備向居民社區(qū)蔓延時(shí),“在消防局監(jiān)測(cè)到野火之前,房主就發(fā)現(xiàn)火情了?!?/span>
但是美國(guó)內(nèi)華達(dá)州立大學(xué)的地震學(xué)家格雷厄姆·肯特(Graham Kent,并未參與這項(xiàng)研究)認(rèn)為,要想更好地應(yīng)對(duì)野火問(wèn)題,加強(qiáng)參與滅火的機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào)更為重要。
肯特是“野火預(yù)警”(ALERTWildfire)的負(fù)責(zé)人,這家機(jī)構(gòu)利用攝像頭和群眾提供信息的方式密切關(guān)注加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州和俄勒岡州內(nèi)可能出現(xiàn)的野火。他說(shuō):“從開(kāi)始應(yīng)對(duì)野火到野火被撲滅,整個(gè)過(guò)程就像一場(chǎng)芭蕾舞演出,你必須按照以下流程精心設(shè)計(jì)舞蹈動(dòng)作”,從監(jiān)測(cè)到野火、確認(rèn)火情、派遣人員到撲滅野火,你需要在正確的時(shí)間和地點(diǎn)精確分配資源?!耙盎鸨O(jiān)測(cè)只是第一步,如果接下來(lái)的步驟沒(méi)有做好,那么這項(xiàng)技術(shù)就沒(méi)太大價(jià)值了?!?/span>


圖片來(lái)源:Pixabay
王亞培表示,下一步他們計(jì)劃將野火預(yù)警設(shè)備的信號(hào)范圍擴(kuò)大到100米開(kāi)外(這可能會(huì)限制其實(shí)際應(yīng)用),并為其研發(fā)一個(gè)保護(hù)罩。麥卡蒂指出,目前這一切都還處于早期階段,發(fā)射器的有效性也需要經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試。
撰文:卡倫?權(quán)(Karen Kwon)
翻譯:林清
引進(jìn)來(lái)源:環(huán)球科學(xué)



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